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Abendroth, zur Mühlen 4 Überprüfung der Winkelgenauigkeit optischer Onlinemessungen Diplomarbeit Mit der Einmessung wird das Adaptersystem S a in einem lokalen Koordinatensystem festgelegt. Die z-Achse dieses Systems soll hierbei der Rotationsachse des Drehtischs entsprechen, so dass sich eine Richtungsänderung des Drehtischs direkt in einer Richtungsänderung des Adapters um die z-Achse widerspiegelt. Dafür ist innerhalb der Einmessung die Bestimmung der Rotationsachse des Drehtischs erforderlich. Diese wird durch das bewegliche Bauteil, einem Hohlzylinder, festgelegt (s. Abbildung 3.5). Aufgrund der baulichen Fertigung des Drehtischs steht die Rotationsachse senkrecht auf der Ober- beziehungsweise Unterseite des beweglichen Bauteils und geht durch den Mittelpunkt dieses beweglichen Hohlzylinders. Da die Rotationsaches des Drehtischs später der z-Achse des Adaptersystems entsprechen soll, muss zunächst diese Rotationsachse bestimmt werden. Diese Bestimmung unterteilt sich in zwei Schritte. Die Richtung der Rotationsachse entspricht der Richtung der Normalen der Ebene, die durch die Unterseite des Drehtischs verläuft. Hierfür wird die Unterseite des Drehtischs durch Messpunkte signalisiert und durch die gemessenen Punkte eine Ebene geschätzt. Diese sind in Abbildung 4.1a gelb gekennzeichnet. Als zweiter Schritt erfolgt die Bestimmung des Mittelpunktes des Innenkreises des Hohlzylinders, durch den die Rotationsachse verläuft. Der Innenkreis wird an der Unterseite mit speziellen retroreflektierende Hilfsadaptern signalisiert. Zur Verdeutlichung sind diese innerhalb der Abbildung 4.1a grün hervorgehoben. In der Auswertung findet eine Reduzierung der gemessenen Hilfsadapterpunkte auf die geschätzte Ebene des Drehtischs statt. Aus diesen reduzierten Koordinaten der gemessenen Hilfsadapterpunkte wird anschließend der Kreis berechnet und der Kreismittelpunkt bestimmt. Die einzelnen Konstruktionsschritte sind in Abbildung 4.1 graphisch veranschaulicht. Als zusätzliche Kontrolle wird ein Band mit ebenfalls retroreflektierenden Punkten auf den Außenzylinder des Drehtischs geklebt. Mit diesem signalisierten Außenkreis werden die gleichen geometrischen Konstruktionen durchgeführt, wie oben für den Innenkreis beschrieben. Außerdem gibt es zwei verschiedene Arten der speziellen Hilfsadapter, die für die Signalisierung des Innenkreises verwendet werden. Mit jeder dieser beiden unterschiedlichen Hilfsadapterarten erfolgen die oben genannten geometrischen Auswertungen separat, damit die speziellen Eigenschaften der Hilfsadapter berücksichtigt werden. Anschließend wird überprüft, ob die drei Mittelpunkte der Kreise identisch sind. Die Definition des Adapterkoordinatensystems sieht dann vor, dass die z-Achse des Systems in die Rotationsachse gelegt wird mit dem Ursprung im Kreismittelpunkt. Die xy-Ebene entspricht der Ebene, die durch die Unterseite des Drehtischs geht und im Zuge der Einmessung bestimmt wurde. Zusätzlich liegt die x-Achse des Adaptersystems in der Ebene des Panels und die y-Achse vervollständigt das Koordinatensystem zu einem Rechtssystem (s. Abbildung 4.1d). Genauigkeitsabschätzung. Der letzte Absatz erläuterte die Ermittlung des Adaptersystems S a mittels des DPA-Systems. In diesem Abschnitt findet die Genauigkeitsabschätzung dieser Ermittlung statt. Ziel dieser Abschätzung ist es den möglichen 30
Abendroth, zur Mühlen Diplomarbeit 4.2 Adapter für Drehtisch (a) Aufnahme des Drehadapters mit den signalisierten Punkten für die geschätzte Ebene nenkreis aus den signalisierten Punkten dieses (b) Graphik des Panels mit dem geschätzten In- (gelb umrandet) und den Hilfsadaptern für die Kreises und dessen Mittelpunkt geschätzten Innenkreise (grün umrandet) (c) Graphik des Panels mit dem geschätzten Innenkreis, dessen Mittelpunkt sowie der geschätztem Adaptersystem im Ursprung des geschätzten (d) Systemskizze des Adapters mit eingezeichneten Ebene und ihrer Normalen Kreismittelpunkts und Rotationsachse Abbildung 4.1: Konstruktionsschritte zur Erstellung des Adapters für den Drehtisch 31
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