[发明专利]用于测量机器元件的形状、位置和规格特征的设备和方法

权利要求书

1.一种用于测量能旋转的机器元件的形状特征、位置特征和规格特征的设备，其包含 

-机械稳定的机架，所述机架具有沿着所述机架布置的线性引导装置和与此平行布置的线性引导系统， 

-工件保持装置(2)，用于所述机器元件(5)绕着所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的能转动的容纳，其中，所述工件保持装置(2)具有至少一个容纳在所述线性引导装置中的夹紧机构，绕所述夹紧机构，所述机器元件(5)能绕着所述旋转轴线(6)转动， 

-具有照明模块(31)和照相机模块(33)的光学测量单元(3)，所述光学测量单元(3)能运动地布置在线性引导系统(12)上并且利用所述光学测量单元(3)，能从能转动地布置在照明模块(31)与对置的照相机模块(33)之间的机器元件(5)拍摄所述机器元件(5)的二维阴影图像， 

其特征在于， 

-所述光学测量单元(3)具有额外的机械测量单元(4)，所述机械测量单元带有用于在轴向方向上测量所述机器元件(5)的触知测量触头(42)，其中， 

-所述机械测量单元(4)固定在所述光学测量单元(3)上并且具有用于使所述触知测量触头(42)在相对于所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的正交平面中内转的枢转装置(41)。 

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)具有一维的、在平行于所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的两个方向上进行测量的、具有触摸臂(422)和至少一个触摸元件(423)的测量值记录仪(421)，其中，所述测量臂(422)的长度使得在内转所述触知测量触头(42)时所述至少一个触摸元件(423)画出至少横穿所述机器元件(5)的旋转轴线(6)的圆弧。 

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)具有如下触摸臂(422)，该触摸臂具有在与所述机器元件(5)的旋转轴线(6)平行的方向上间隔开的两个触摸球(423)，从而能测量被周围材料遮盖的表面。 

4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述枢转装置(41)为了定位所述触知测量触头(42)的所述至少一个触摸球(423)能在关于所述旋转轴线(6)的半径中无级地调整。 

5.根据上述权利要求之一的设备，其特征在于，所述触知测量触头(42)能通过所述光学测量单元(3)沿着所述线性引导系统(12)的运动定位在所述机器元件(5)的每个轴向位置中并且能实现对能轴向触摸的表面的触摸运动。 

6.根据上述权利要求之一的设备，其特征在于，用于在所述旋转轴线(6)的轴向方向上校准所述触知测量触头(42)的校准体(7、8)具有至少两个与所述旋转轴线(6)正交的且彼此轴向对置的参考面(R1、R2)，并且附着在所述工件保持装置(2)上，其中，所述校准体的参考面(R1、R2)中各有至少一个参考面能通过所述光学测量单元(3)以及通过所述机械测量单元(4)来检测。 

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校准体是U形型材(7)，其具有两个平行的内表面，所述内表面作为参考面(R1、R2)与所述旋转轴线(6)正交地布置。 

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述校准体是与所述旋转轴线(6)同中心布置的、具有环绕的矩形槽的旋转体(8)，其中，所述矩形槽的彼此平行对置的内表面是与所述旋转轴线(6)正交地布置的参考面(R1、R2)，其中，所述旋转体(8)在夹紧机构上同中心地固定。 

9.根据权利要求6至8之一所述的设备，其特征在于，所述校准体(7、8)的温度借助温度传感器来探测并且在所述参考表面R1与R2之间测出的长度标准在考虑到所述校准体(7、8)的温度依赖性的情况下、在考虑到其热膨胀系数的情况下被修正至基准温度。