Manuelles Vermessen der Kalibrierkugel

Dafür wird neben der Kalibrierkugel eine 3D Messuhr, ein Messtaster oder ein anderes geeignetes Messmittel benötigt.

Der Mitarbeiter schwenkt die beiden Rotationsachsen auf bestimmte Werte ein. Anschließend wird die Kalibrierkugel mit der Messuhr im Handbetrieb vorsichtig angefahren bzw. mit dem Taster angetastet. D.h., die Messuhr wird an die Kalibrierkugel herangefahren, bis sich ein definierter Ausschlag an der Uhr zeigt. Dieser Ausschlag sollte so klein wie möglich sein (wenige 1/100mm), aber immer noch so groß, dass er definitiv als Ausschlag erkennbar ist.

Achtung

Beim Anfahren der Kalibrierkugel ist wichtig, dass nur die Linearachsen X, Y und Z bewegt werden, nicht jedoch die Drehachsen. Außerdem muss sichergestellt sein, dass die kinematische Transformation nicht aktiv ist (#TRAFO OFF).

Bei der Verwendung eines Messtasters sollte darauf geachtet werden, dass die Tastbewegung senkrecht zur Oberfläche erfolgt, um Verzerrungen zu vermeiden. Sobald das Tastereignis erkannt ist, notiert der Mitarbeiter die Achswerte von X, Y und Z und die zugehörige Pose.

Dieses Berühren wird, in derselben Pose der Drehachsen, für weitere Punkte auf der Kugeloberfläche wiederholt. Dabei sollten pro Pose zwischen 6 und 10 Punkte angetastet werden, die möglichst gleichmäßig und großflächig auf der (halben) Oberfläche der Kalibrierkugel verteilt sind. Ein Beispiel (Draufsicht) für die möglichen Antastpunkte:

Abb.: Beispielhafte Verteilung von Messpunkten auf einer Halbkugel

Weiterhin sollte beim Antasten nach Möglichkeit darauf geachtet werden, möglichst in Richtung des Kugelzentrums zu fahren. Das ist insbesondere gut an den Punkten in "Äquatornähe" und am "Nordpol" möglich, da dort im Handbetrieb reine X/Y bzw. Z-Bewegungen möglich sind.

Hat man die Messwerte für eine Pose aufgenommen, sollte man ein Protokoll von etwa folgender Form erhalten (Achswerte in mm bzw. Grad, Zeitstempel verwenden).

Beispiel

Händisch aufgenommene Messwerte

X = 103.304 Y = 255.257 Z = 200.000

X = 113.422 Y = 243.257 Z = 200.000

X = 102.089 Y = 233.421 Z = 200.000

X = 87.696 Y = 245.920 Z = 188.835

X = 93.027 Y = 255.847 Z = 188.835

X = 102.861 Y = 258.935 Z = 186.585

Dieses Verfahren wiederholt man für weitere Posen, wobei die Kalibrierkugel zwischendurch nicht vom Tisch entfernt und umpositioniert werden darf. Die Auswahl der Posen muss unter folgenden Aspekten erfolgen:

Die Drehachsen müssen mehrere verschiedene Werte annehmen. Für die unterstützten Kinematiken sind die o.g. Mindestanzahlen von Posen zu verwenden.
Der Messaufbau und die Konstruktion der Maschine beeinflussen die Wahl der Posen aufgrund des eingeschränkten Verfahrbereiches (Kollisionsgefahr).
Eine höhere Anzahl von Posen ermöglicht eine bessere Herausmittelung von Messfehlern.