用于確定作用在旋轉(zhuǎn)設備上的轉(zhuǎn)矩或作用于旋轉(zhuǎn)設備上的力的方法與流程

文檔序號：11448551閱讀：620來源：國知局

本發(fā)明涉及用于確定作用在旋轉(zhuǎn)設備、特別是坐標測量機(koordinatenmessgeraet,kmg)的旋轉(zhuǎn)設備上的、與該旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉地指向的轉(zhuǎn)矩和/或力的方法，并且涉及用于確定旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的質(zhì)量重心的相位角的方法。

轉(zhuǎn)軸、特別是高精度的空氣支承轉(zhuǎn)臺常經(jīng)對具有傾斜力矩的負載是敏感的。使空氣支承件超載可能導致氣隙崩潰和兩個相對的支承表面彼此接觸。在這種情況下，轉(zhuǎn)軸就不能再有任何進一步的移動，因為否則可能起空氣支承件損壞或支承件卡住。

安裝在滾動軸承上的轉(zhuǎn)軸也不能超載。盡管滾動軸承不?？ㄗ?，但原則上滾動軸承是針對準確的轉(zhuǎn)軸而高度精確地制造的。在滾動軸承情況下，超載導致例如滾動軸承塑性變形/磨損，其結果是因而就不再提供準確度。安裝在滾動軸承上的轉(zhuǎn)軸可能損壞，特別是相當長期地存在超載時。

對安裝在滾動軸承上的轉(zhuǎn)臺的主軸檢查示出它們在交付狀態(tài)下經(jīng)常具有優(yōu)異的準確度，但在運行幾年之后就呈現(xiàn)出顯著的運動誤差。在此，轉(zhuǎn)軸的劣化經(jīng)常被忽視，其結果是出現(xiàn)不可靠的測量結果。

通過舉例方式，該問題還影響旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)聯(lián)結件，其中，例如，由于旋轉(zhuǎn)軸線的安裝位置或所采用的傳感器和探測系統(tǒng)而會垂直于旋轉(zhuǎn)軸線出現(xiàn)傾斜力矩或轉(zhuǎn)矩。在這種情況下，出于重量或空間的原因，旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)聯(lián)結件的支承件經(jīng)常在量度上被設計得相對弱。

如果例如，因為坐標測量機(kmg)不再能通過驗收檢查而需要更換消費者的旋轉(zhuǎn)設備，經(jīng)常并不清楚磨損原因、或者一般不可能證明消費者使轉(zhuǎn)軸超載過。

一些轉(zhuǎn)臺(例如，像zeiss公司的rt-ab)具有復雜且昂貴的支承監(jiān)測，其最初僅可用于空氣支承的轉(zhuǎn)軸。

原則上，在轉(zhuǎn)軸情況下，傾斜力矩除了造成與理想旋轉(zhuǎn)運動的偏差(運動誤差)以外還造成旋轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng)錯誤。為了至少使角度測量系統(tǒng)很大程度上與傾斜力矩的影響無關，經(jīng)常利用帶有專用支承件的昂貴角度測量系統(tǒng)。然后，這類帶有專用支承件的角度測量系統(tǒng)經(jīng)常為摩擦所困擾，所述摩擦導致可能引起滯后現(xiàn)象。

本發(fā)明的目的是解決前述問題中的一個或多個問題。具體地，應指明用于確定作用在旋轉(zhuǎn)設備上的轉(zhuǎn)矩或作用在旋轉(zhuǎn)設備上的力的方法。借助于所述方法，應可以確定旋轉(zhuǎn)設備、特別是旋轉(zhuǎn)設備的支承件的超載。

根據(jù)本發(fā)明的基本概念，與旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉地指向的轉(zhuǎn)矩是通過評估轉(zhuǎn)子的偏斜量和替代地或此外通過評估轉(zhuǎn)子的位置誤差來確定的。具體地，轉(zhuǎn)矩值是在本發(fā)明的范圍內(nèi)確定的。本發(fā)明利用了一方面是轉(zhuǎn)矩與另一方面是偏斜量和/或位置誤差之間的關系。對于旋轉(zhuǎn)設備而言可以確定所述關系或者其可以是已知的。借助于所述關系，可以從轉(zhuǎn)子的確定的偏斜量和/或確定的位置誤差來確定轉(zhuǎn)矩。

本發(fā)明的特別優(yōu)點所在于的事實是可僅在旋轉(zhuǎn)設備的或旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的一個旋轉(zhuǎn)位置上確定轉(zhuǎn)矩。因此，不需要使得旋轉(zhuǎn)設備的可運動部件、特別是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。該方法可以在沒有旋轉(zhuǎn)運動的情況下進行。

如果利用至少三個檢測裝置，則可以在下一步驟中在每個轉(zhuǎn)子位置或旋轉(zhuǎn)位置和在僅確切地一個這類旋轉(zhuǎn)位置上由這些檢測裝置確定偏斜量、和傾斜力矩和/或位置誤差。如果施加轉(zhuǎn)矩，就可以通過避免旋轉(zhuǎn)來避免對旋轉(zhuǎn)設備、特別是旋轉(zhuǎn)支承件造成損壞，其是由于旋轉(zhuǎn)設備的部件超載引起的。這在轉(zhuǎn)子的敏感支承件情況下、例如在空氣支承件情況下是特別有利的。如果空氣支承件由于支承的轉(zhuǎn)子軸上的過大傾斜力矩而超載，則空氣支承件可能損壞得非?？臁？梢源_定偏斜量并且根據(jù)其確定傾斜力矩和/或旋轉(zhuǎn)位置的位置誤差而不需要旋轉(zhuǎn)運動或設置一個或多個進一步的旋轉(zhuǎn)位置，而在這種情況下，敏感支承件可能受到損壞。

術語“力矩”和“轉(zhuǎn)矩”同義使用。與旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、特別是相垂直指向的力矩或轉(zhuǎn)矩又稱為“傾斜力矩”。短語“傾斜力矩”源自以下事實：在外部作用在轉(zhuǎn)軸上的、引起與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉的合適力引起轉(zhuǎn)子呈傾斜形式的較大或較小的偏斜。通過舉例方式，力是工件的重量，工件根據(jù)其重心定位成遠離轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線，其結果是，由于重量，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、換言之側向地偏斜、特別是傾斜。傾斜力矩還可以由在旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中的離心力引起。

轉(zhuǎn)子的“偏斜”是指轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度旋轉(zhuǎn)。換言之，偏斜是轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以與轉(zhuǎn)子的提供的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度的旋轉(zhuǎn)運動(又稱為傾斜或旋轉(zhuǎn)偏斜)。與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度的旋轉(zhuǎn)軸線優(yōu)選地是虛擬軸線，即不是實際體現(xiàn)的轉(zhuǎn)軸。

轉(zhuǎn)矩可以由叉積表示

m＝r×f

其中，f例如表示定位在旋轉(zhuǎn)設備上的質(zhì)量產(chǎn)生的重量，所述質(zhì)量平行于旋轉(zhuǎn)軸線指向，或者表示平行于旋轉(zhuǎn)軸線的分力，并且

r例如表示質(zhì)量的重心距離旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離。

轉(zhuǎn)矩作用在轉(zhuǎn)軸上和/或作用在旋轉(zhuǎn)設備的可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的部分上、特別是轉(zhuǎn)子和/或測量系統(tǒng)的測量體或檢測裝置上。

i)轉(zhuǎn)矩與ii)偏斜量和/或位置誤差之間的前述關系具體是尚有待于在本說明書中解釋的(值)賦值關系或函數(shù)關系?？梢栽谫x值過程中添加進一步的值，例如，像在旋轉(zhuǎn)設備上(例如在旋轉(zhuǎn)設備的機器坐標系中)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置、質(zhì)量的重心的相位角、質(zhì)量(特別是重心)相對于測量系統(tǒng)的檢測裝置的相位角。

可以獲得函數(shù)關系，其中轉(zhuǎn)子的偏斜量和/或旋轉(zhuǎn)設備的位置誤差根據(jù)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩來表示，或者反之亦然?？梢蕴砑舆M一步的變量，例如，像在旋轉(zhuǎn)設備上(例如在旋轉(zhuǎn)設備的機器坐標系中)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置、質(zhì)量的重心的相位角、質(zhì)量的重心相對于測量系統(tǒng)的檢測裝置的相位角。因此，可以根據(jù)轉(zhuǎn)矩、旋轉(zhuǎn)位置和可選地甚至進一步的變量來獲得偏斜量和/或位置誤差。

根據(jù)本發(fā)明的進一步的基本概念，通過評估轉(zhuǎn)子的偏斜量和替代地或此外通過評估轉(zhuǎn)子的位置誤差來確定與旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的力。具體地，確定力的值。本發(fā)明確立一方面力與另一方面偏斜量和/或位置誤差之間的關系。對于旋轉(zhuǎn)設備而言可以確定所述關系或者其可以是已知的。借助于所述關系，可以從轉(zhuǎn)子的確定的偏斜量和/或確定的位置誤差來確定轉(zhuǎn)矩。這種關系還可以呈賦值關系形式或呈函數(shù)關系形式存在或加以確定。

在本發(fā)明的范圍內(nèi)，與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉的力又稱為橫向力，在對應的背景下，僅簡稱為“力”。橫向力作用在轉(zhuǎn)軸上和/或作用在旋轉(zhuǎn)設備的可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的部分上、特別是轉(zhuǎn)子和/或旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的測量體、特別是標準件上。與傾斜力矩相似，橫向力引起旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉地偏斜。

如果在本說明書中參考轉(zhuǎn)矩(其中所述轉(zhuǎn)矩與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉)描述了關系(賦值關系、函數(shù)關系)、方法或裝置，則作為替代方案或除了轉(zhuǎn)矩之外，本披露還可以指橫向力。通過舉例方式，橫向力可以引起測量系統(tǒng)的可移動部分、例如檢測測量體的相對位置或位置變化的測量體或檢測裝置平移。通過舉例方式，如果轉(zhuǎn)軸刻意或無意間成一定角度安裝，例如傾斜安裝的轉(zhuǎn)臺或旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件，則可能發(fā)生橫向力。橫向力可以是例如使用坐標測量機的探針施加在旋轉(zhuǎn)設備上。

在本發(fā)明中基于測量系統(tǒng)的多個部分的相對位置或相對運動來確定偏斜量。具體地，測量系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)或角度測量系統(tǒng)。

考慮了具體與沒有施加傾斜力矩的或沒有施加橫向力的初始狀態(tài)相關的相對位置或相對運動，其中相對位置和相對運動不是由轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運動引起的，而是替代地由轉(zhuǎn)子的偏斜引起。換言之，相對位置或相對運動是一方面為測量體與檢測裝置的相對位置或相對位置的變化(例如，與參考點相比較)。在前述沒有施加傾斜力矩或沒有施加橫向力的初始狀態(tài)下，可以確定檢測裝置的參考點，所述參考點在本說明書中是指不同的點。

具體地，相對位置或相對運動是測量系統(tǒng)的多個部分或部件的相對位置或相對位置的變化(例如，與參考點相比較)。具體地，所考慮的部分是以下描述的測量體和檢測裝置。

根據(jù)本發(fā)明的進一步方面，通過評估測量系統(tǒng)的偏斜量(即，相對位置或相對運動)來確定轉(zhuǎn)子的傾斜度(轉(zhuǎn)子的傾斜位置)、特別是傾角。替代地、或此外，可以通過評估轉(zhuǎn)子的位置誤差確定轉(zhuǎn)子的傾斜度(轉(zhuǎn)子的傾斜位置)、特別是傾角。通過舉例方式，可以確定或了解轉(zhuǎn)子的傾角與偏斜量之間的關系或轉(zhuǎn)子的傾角與位置誤差之間的關系，并且可以在該關系的幫助下基于所確定的偏斜量或所確定的位置誤差來確定未知偏斜量。

具體地，本發(fā)明詳細說明了用于確定作用在旋轉(zhuǎn)設備上并且與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的轉(zhuǎn)矩和/或力的方法，其中，該旋轉(zhuǎn)設備包括測量系統(tǒng)，該測量系統(tǒng)包括：

-測量體，

-至少三個檢測裝置，這些檢測裝置用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置和/或用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置的變化，

并且其中，該方法包括以下步驟：

-產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和/或力，該轉(zhuǎn)矩和/或力作用在該旋轉(zhuǎn)設備上并且與該旋轉(zhuǎn)設備的該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向，其中，該轉(zhuǎn)矩和/或力引起該轉(zhuǎn)子偏斜，

-由所述至少三個檢測裝置的和所述測量體的相對位置確定在該轉(zhuǎn)子的該設定的旋轉(zhuǎn)位置上該轉(zhuǎn)子的偏斜量和/或該轉(zhuǎn)子的位置誤差，

-使用針對該旋轉(zhuǎn)設備已知或確定的以下兩項之間的關系確定在該轉(zhuǎn)子的該設定的一個旋轉(zhuǎn)位置處的轉(zhuǎn)矩和/或力

i)轉(zhuǎn)矩和/或力，與

ii)偏斜量和/或位置誤差。

具體地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和/或力的方法可以是在轉(zhuǎn)子的非旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下操作旋轉(zhuǎn)設備過程中、例如在工件定位在旋轉(zhuǎn)設備上時進行。旋轉(zhuǎn)設備的操作是指旋轉(zhuǎn)設備的一般用途，例如，用于測量用途。旋轉(zhuǎn)設備可以被安排在坐標測量機(kmg)或機床中或之處。具體地產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和/或力的方法可以在kmg或機床的操作過程中、特別是在測量操作過程中進行?？梢栽谧鴺藴y量機的測試過程、位移過程和/或校正過程中考慮所確定的轉(zhuǎn)矩。

該方法可以包括確定檢測裝置的參考點的步驟。該參考點是在沒有產(chǎn)生作用在旋轉(zhuǎn)設備上的轉(zhuǎn)矩和沒有產(chǎn)生作用在旋轉(zhuǎn)設備上且與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的力的情況下的測量值。因此，確定測量值用于確定檢測裝置的、沒有產(chǎn)生前述轉(zhuǎn)矩或前述力的參考點的用途。在轉(zhuǎn)矩和/或橫向力的影響下獲得的測量值可以與參考點有關。然而，如果使用就絕對值而言測量的檢測裝置，則沒有必要確定檢測裝置的參考點。可以容易地評估絕對檢測裝置(例如，在沒有進一步的硬件情況下經(jīng)由總線系統(tǒng)的連接)，從而導致該方法吸引力提高。

原則上，旋轉(zhuǎn)設備不局限于特定的旋轉(zhuǎn)設備。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)設備適合于或被配置成用于在坐標測量機(kmg)中使用，或者旋轉(zhuǎn)設備是kmg中的旋轉(zhuǎn)設備。本發(fā)明適用于可旋轉(zhuǎn)過任意角度和/或經(jīng)常沿一個或多個旋轉(zhuǎn)方向可任意旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)設備。本發(fā)明在例如僅可以旋轉(zhuǎn)過一定角度或在限制的角范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)設備(其旋轉(zhuǎn)運動受到限制)情況下同樣適用。

旋轉(zhuǎn)設備的實例是旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件、包括多條旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)設備、具有多個旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)聯(lián)結件、轉(zhuǎn)臺和旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)臺。轉(zhuǎn)臺或旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)臺在本發(fā)明中是優(yōu)選的。具有兩條旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)臺通常具有不對稱結構?？蓢@第二軸線旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量甚至在工件沒有在旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)臺上引起負載的情況下也可以在第一旋轉(zhuǎn)軸線處引入傾斜力矩并且由此產(chǎn)生第一軸線的偏斜或位置誤差。另外，由于軸線的傾斜位置，重量可以導致多條旋轉(zhuǎn)軸線的偏斜或位置誤差。在本發(fā)明的一個實施例中，旋轉(zhuǎn)設備是用于坐標測量機的、具體地從前述旋轉(zhuǎn)設備中選擇的旋轉(zhuǎn)設備。另一方面，本發(fā)明涉及在機床、機器人和高準確度重要的其他應用中可采用的旋轉(zhuǎn)設備。

旋轉(zhuǎn)設備優(yōu)選地包括轉(zhuǎn)子和定子。定子是旋轉(zhuǎn)設備的靜止部件。轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)部件。

旋轉(zhuǎn)設備可以包括旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件和/或樞轉(zhuǎn)支承件。轉(zhuǎn)子和定子可以通過旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件或樞轉(zhuǎn)支承件的方式彼此聯(lián)接。通過舉例方式，樞轉(zhuǎn)支承件可以是空氣支承件或滾動軸承。旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件不局限于特定的旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件。旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件可以具有整合式或多部分式的實施例。整合式旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件又稱為整體式旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件。旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件包括兩個區(qū)域，這些區(qū)域相對于彼此可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)并且可選地還可相對于彼此平移。而且，整合式旋轉(zhuǎn)聯(lián)結件可以實施成有待連接的兩個元件整合的方式。多部分式聯(lián)結件包括相對于彼此可圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的至少兩個部分或元件。

在本發(fā)明的一個變體中，測量系統(tǒng)是旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)。在這種情況下，測量體是用于確定旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)位置的變化、特別是角位置或角位置的變化的標準件。替代地，標準件又稱為“參考體”。在旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)情況下，可通過檢測裝置來檢測旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)位置的變化、特別是角位置或角位置的變化。

如果旋轉(zhuǎn)設備包括旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)作為測量系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)包括用于確定旋轉(zhuǎn)位置的至少三個檢測裝置，就可通過本發(fā)明確定旋轉(zhuǎn)位置誤差。具體地，旋轉(zhuǎn)位置誤差是旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的誤差。

檢測裝置又稱為傳感器。在旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)情況下，傳感器可以是通過其可以檢測標準件的位置或運動的掃描頭或讀取頭。標準件可以具有可檢測標記。通過舉例方式，在旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)運動情況下，檢測裝置可以檢測標準件上經(jīng)過檢測裝置的可檢測區(qū)域的標記。在此，這些標記可以是例如相對于旋轉(zhuǎn)軸線沿徑向方向延伸或平行于旋轉(zhuǎn)軸線延伸的破折號形狀標記。對應的標準件又稱為節(jié)距圓盤。這類標記由檢測裝置例如使用光學傳感器來檢測。在不同變體中，磁性標記(例如，通過安排有圍繞旋轉(zhuǎn)軸線分布的磁性元件的方式)是有可能的。用于檢測磁性標記的對應檢測裝置可以是例如磁阻傳感器。理想上，這些標記中的多個標記的位置以距離彼此相等角距離圍繞旋轉(zhuǎn)軸線分布。在檢測裝置和標準件的相對運動情況下，檢測裝置可以檢測經(jīng)過的標記的計數(shù)讀數(shù)或每個經(jīng)過的標記的信號。

在另一個變體中，測量系統(tǒng)是位置測量系統(tǒng)，其中確定檢測裝置相對于測量體的相對位置或位置的變化?？梢酝ㄟ^該位置或位置的變化確定偏斜量。在這個變體中，檢測裝置優(yōu)選地是距離傳感器?？梢源_定距離傳感器與測量體之間的距離或距離的變化。具體地，這個變體中的測量體是旋轉(zhuǎn)對稱的、特別是圓柱形、盤形或環(huán)形。優(yōu)選地，至少一個距離傳感器指向測量體的側表面、特別是指向圓柱形測量體的側向表面或盤形或環(huán)形測量體的側表面。使用這可以確定測量體的側向偏移量、可能還有傾度。優(yōu)選地，以與前述距離傳感器可組合的方式，至少兩個距離傳感器指向測量體的末端表面、特別是指向圓柱形測量體的圓形末端表面、盤形測量體的圓形末端表面或環(huán)形測量體的環(huán)形表面。可以使用這些距離傳感器確定測量體的傾度。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，可以通過以下方式產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩：

-將質(zhì)量、特別是工件定位在該轉(zhuǎn)子上，其中，該質(zhì)量的重心相對于該旋轉(zhuǎn)軸線偏心，和/或

-通過將該轉(zhuǎn)子或定位在該轉(zhuǎn)子上的工件與kmg的測量系統(tǒng)相接觸、特別是通過使用kmg的測量系統(tǒng)、特別是使用探針進行探測來在轉(zhuǎn)子上施加力。

可以在相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線偏心的位置進行探測。通過舉例方式，如果kmg的探針通過探測轉(zhuǎn)子或定位在轉(zhuǎn)子上的工件而在旋轉(zhuǎn)軸線附近在轉(zhuǎn)子上施加力，則由半徑(探針距離旋轉(zhuǎn)軸線的距離)和kmg的探測系統(tǒng)的、或探針的探測力產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)矩引起轉(zhuǎn)子偏斜。探測位置還可以恰好與旋轉(zhuǎn)軸線一致并且在如看到的距離轉(zhuǎn)子高度(z)處進行探測。如果探測力與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉地作用，則可以通過存在的杠桿(z高度)來產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。

可能由轉(zhuǎn)子的偏斜量或傾斜位置產(chǎn)生橫向力，其結果是獲得分力，所述分力例如通過將作用在旋轉(zhuǎn)軸線上的重力分解成兩個分力、其中一個分力與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉特別是與之相垂直地對齊從而與該軸線相交叉、特別是與之相垂直地對齊。替代地、或代替地，可以通過探測工件來產(chǎn)生橫向力。

以下描述了方法步驟“在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置處確定轉(zhuǎn)子的偏斜量和/或轉(zhuǎn)子的位置誤差”：

在此考慮的位置誤差可能是由于轉(zhuǎn)子的偏斜引起。根據(jù)本發(fā)明，可以僅確定傾斜力矩和/或橫向力產(chǎn)生的偏斜量。此外、或替代地，可以確定所產(chǎn)生的位置誤差。首先解釋確定偏斜量，接著解釋確定位置誤差。

在測量系統(tǒng)的預期操作過程中，檢測裝置與測量體相互作用。當轉(zhuǎn)子投入運動時，將可移動測量體或至少三個可移動安裝的檢測裝置投入相對運動?？梢苿訙y量體和/或可移動檢測裝置可以聯(lián)接至轉(zhuǎn)子，其方式為使得轉(zhuǎn)子的運動引起測量體和/或檢測裝置運動。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的檢測裝置相對于測量體的相對位置或相對位置的變化是與轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線的預期旋轉(zhuǎn)運動所引起的不同的位置或相對位置的變化。

檢測裝置的實際提供的且期望的功能性和功能如下：在轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)設備的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的情況下，測量體或檢測裝置共同旋轉(zhuǎn)，并且測量體或檢測裝置圍繞旋轉(zhuǎn)設備的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線進行旋轉(zhuǎn)運動。這種運動用于測量旋轉(zhuǎn)位置。通過舉例方式，測量體沿著探測裝置運動，并且檢測裝置能夠例如借助于檢測裝置檢測運動經(jīng)過檢測裝置的標記來檢測旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)位置的變化、特別是角度(位置)變化。替代地，檢測裝置可以沿著以牢固防止旋轉(zhuǎn)的方式定位的測量體運動。

相比之下，本發(fā)明中使用以下效應，所述效應由轉(zhuǎn)子的錯誤運動、和因此測量體的或檢測裝置的錯誤運動引起：

根據(jù)本發(fā)明，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子靜止期間(即，當轉(zhuǎn)子沒有旋轉(zhuǎn)運動時)已經(jīng)作用在旋轉(zhuǎn)設備上的轉(zhuǎn)矩和/或力。由于轉(zhuǎn)子靜止期間轉(zhuǎn)子偏斜，檢測裝置相對于測量體的相對位置與之前(即，在偏斜之前)相比有變化或者檢測裝置相對于測量體的相對位置有變化。因此，這種變化的相對位置或相對位置的變化不是由轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)設備的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)運動引起的，而是由轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以與所提供的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度的旋轉(zhuǎn)引起的。因此，當轉(zhuǎn)子靜止時，可以根據(jù)檢測裝置相對于測量體的相對位置(由偏斜引起)確定轉(zhuǎn)子的偏斜量。

在轉(zhuǎn)子“偏斜”情況下，測量體可能圍繞旋轉(zhuǎn)軸線以與轉(zhuǎn)子的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度旋轉(zhuǎn)。當測量體和轉(zhuǎn)子以相對于彼此不可移動的方式彼此聯(lián)接時，轉(zhuǎn)子在偏斜運動期間也通過同一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。測量體圍繞與轉(zhuǎn)子的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)運動引起測量體和檢測裝置的相對運動，該相對運動在檢測裝置處或通過其被檢測為測量體相對于相應檢測裝置的平移運動，其中這種平移運動與旋轉(zhuǎn)軸線的范圍相交叉地延伸。

替代地，在轉(zhuǎn)子“偏斜”情況下，檢測裝置的安排可以圍繞與轉(zhuǎn)子的所提供旋轉(zhuǎn)軸線成一定角度的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。當檢測裝置的安排和轉(zhuǎn)子以相對于彼此不可移動的方式彼此聯(lián)接時，轉(zhuǎn)子在偏斜運動期間也通過同一旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在檢測裝置的安排中，檢測裝置相對于彼此局部固定。檢測裝置的安排圍繞與轉(zhuǎn)子的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)運動引起測量體和檢測裝置的相對運動，該相對運動在檢測裝置處或通過其被檢測為測量體相對于相應檢測裝置的平移運動。因此在檢測裝置處或通過其感知到的平移運動交叉于旋轉(zhuǎn)軸線的范圍延伸。

根據(jù)本發(fā)明，存在至少三個、優(yōu)選地四個檢測裝置。

轉(zhuǎn)子圍繞旋轉(zhuǎn)設備的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)與使用至少三個檢測裝置的轉(zhuǎn)子偏斜不同。

檢測裝置和測量體相對于彼此是可移動的。測量體可以是可移動的、特別是可旋轉(zhuǎn)的，并且檢測裝置可以是相對于定子靜止的、例如固定的。具體地，測量體以牢固防止旋轉(zhuǎn)的方式和牢固防止平移的方式聯(lián)接至轉(zhuǎn)子，并且所述測量體也執(zhí)行轉(zhuǎn)子的運動。在替代性變體中，檢測裝置可以以可移動、特別是可旋轉(zhuǎn)的方式安裝，并且測量體可以是相對于定子靜止的、例如固定的。其組合是有可能的。決定性的是檢測裝置和測量體的相對可移動性。如果以可旋轉(zhuǎn)方式安裝測量體，則優(yōu)選地以圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的方式安裝測量體。如果以可旋轉(zhuǎn)方式安裝檢測裝置，則優(yōu)選地以圍繞轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線可旋轉(zhuǎn)的方式安裝檢測裝置。

有利地，測量體的支承件、或檢測裝置的支承件可以聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的支承件。在此，在沒有測量體的或檢測裝置的獨立支承件的情況下實施旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)，這是特別有成本效益的。在這個變體中，本發(fā)明的優(yōu)點是可以省去測量系統(tǒng)的所謂的整合式支承件、特別是測量體的獨立支承件、或替代地檢測裝置的支承件。具體地，測量體和轉(zhuǎn)子可以由共用支承件支承，或者檢測裝置和轉(zhuǎn)子可以由共用支承件支承。具體地，支承件是樞轉(zhuǎn)支承件，支承裝置是樞轉(zhuǎn)支承裝置。然而，通常，該方法還適用于帶有測量體或檢測裝置的整合式支承件的測量系統(tǒng)。

特別是如果測量系統(tǒng)是前述旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)，則測量體可以是如上所述的標準件。標準件表示出旋轉(zhuǎn)位置測量變量的值和旋轉(zhuǎn)位置測量變量的一系列值。旋轉(zhuǎn)位置測量變量可以代表轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，或所述旋轉(zhuǎn)位置測量變量可以可轉(zhuǎn)換或可變換成旋轉(zhuǎn)位置、例如角度。用于確定旋轉(zhuǎn)位置的標準件的實例是帶有位于預定、優(yōu)選地恒定距離處的標記的盤或環(huán)。通過舉例方式，所述標記的間距指明旋轉(zhuǎn)位置的變化或旋轉(zhuǎn)位置增量、特別是角增量。

檢測裝置和標準件相對于彼此安排，其方式為使得標準件與檢測裝置之間的相對位置、或相對位置的變化、或相對運動可通過檢測裝置來確定。

使用檢測裝置，可以檢測旋轉(zhuǎn)位置測量變量的值或旋轉(zhuǎn)位置測量變量的值的變化，例如標記或標記相對于檢測裝置的運動。

示例性檢測裝置是磁阻檢測裝置、磁檢測裝置、電容式檢測裝置或光學檢測裝置。

測量系統(tǒng)、特別是旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)可以是以增量或絕對值進行測量的測量系統(tǒng)。

如前所述，使用至少三個檢測裝置，這些檢測裝置用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置和/或用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置的變化。三個檢測裝置可以沿中心在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點(或在旋轉(zhuǎn)軸線上)處的圓相對于彼此偏移安排。換言之，檢測裝置可以被安排成圍繞旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線分布。

具體地，測量體是圓柱形、盤形(其應理解為指高度相對小的圓柱體)或環(huán)形。

具體地，測量體具有圓形、或基本上圓形的外周線。

如果測量體是標準件，則檢測裝置在一個變體中軸向?qū)R盤形標準件或環(huán)形標準件。換言之，傳感器檢測例如可檢測標志安排于其上的環(huán)形表面或圓形表面。以另一種不同方式表達，檢測裝置然后朝標準件定向的方式為它們從上方和/或從下方看標準件的水平地或基本上水平地延伸的圓形表面或環(huán)形表面。

在實施例中，如果存在包括四個檢測裝置的測量系統(tǒng)，則可以確定偏斜量，通過這些檢測裝置，在各自情況下可以檢測測量體相對于檢測裝置的位置或位置變化。在各自情況下，四個檢測裝置優(yōu)選地被安排成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線按大致80°-110°、優(yōu)選地大致或恰好90°分布。這些檢測裝置可以沿中心在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點(或在旋轉(zhuǎn)軸線上)處的圓相對于彼此以前述角度(以前述角度范圍)安排。換言之，四個檢測裝置沿圓分布，該圓的中心點與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線重合，其方式為檢測裝置相對于彼此的相對角度在各自情況下(即，對于每個相對角度而言)為80°-110°、優(yōu)選地90°或大致90°。具體地，短語“大致90°”是指85°-95°的相對角度。相對角度是指第一線與第二線的夾角，其中，第一線從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線一直延伸到第一檢測裝置、優(yōu)選地到檢測裝置的中心，并且第二線從轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線一直延伸到相鄰檢測裝置、優(yōu)選地到相鄰檢測裝置的中心。前述線是想象的虛擬線。具體地，測量體是盤形或環(huán)形的。具體地，測量體具有圓形、或基本上圓形的外周線。檢測裝置可以沿盤形或環(huán)形標準件、特別是沿圓形或基本上圓形外周線被安排成相對于彼此偏移大致或恰好90°，并且所述檢測裝置可以與測量體相互作用。

使用四個檢測裝置，可以確定以下各項沿第一空間方向(例如，x方向)偏斜的向量分量：

-檢測裝置相對于測量體的相對運動和/或

-轉(zhuǎn)子的偏斜和/或

-沿第一空間方向的轉(zhuǎn)矩，可由相對運動和/或偏斜量確定

以上是通過第一對檢測裝置來確定的。第一對檢測裝置中的這些檢測裝置優(yōu)選地沿中心在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點處(或在旋轉(zhuǎn)軸線上)的圓彼此偏移180°，即所述檢測裝置位置彼此相對。

使用四個檢測裝置，可以確定以下各項沿第一空間方向(例如，y方向)偏斜的向量分量：

-檢測裝置相對于測量體的相對運動和/或

-轉(zhuǎn)子的偏斜和/或

-沿第二空間方向的轉(zhuǎn)矩，可根據(jù)相對運動和/或偏斜量確定

以上是通過第二對檢測裝置來確定的。第二對檢測裝置中的這些檢測裝置優(yōu)選地沿中心在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點處(或在旋轉(zhuǎn)軸線上)的圓彼此偏移180°，即所述檢測裝置位置彼此相對。

第一對檢測裝置優(yōu)選地沿中心在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)點處(或在旋轉(zhuǎn)軸線上)的圓相對于第二對檢測裝置偏移90°或大致90°，使得所有四個檢測裝置在各自情況下相對于彼此偏移90°或大致90°。

以下解釋了確定位置誤差：

在本發(fā)明中如此表示的位置誤差，在此又稱為旋轉(zhuǎn)位置誤差或偏心誤差，描述了旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)指示的旋轉(zhuǎn)位置值與認為正確的“實際”旋轉(zhuǎn)位置值(又稱為參考旋轉(zhuǎn)位置值)的偏差。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)位置誤差僅指定由轉(zhuǎn)矩和/或橫向力引起的誤差分量。優(yōu)選地忽略或通過單獨校正來確定和必要時消除刻度的進一步誤差或誤差分量、例如分度誤差。

具體地，當確定旋轉(zhuǎn)設備的位置誤差時，確定旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的、特別是角度測量系統(tǒng)的、旋轉(zhuǎn)設備的誤差。旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)包括前述標準件和前述檢測裝置。通過舉例方式，旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)集成在旋轉(zhuǎn)設備中或分配給旋轉(zhuǎn)設備，并且其具體地是角位置測量系統(tǒng)。

參考旋轉(zhuǎn)位置值可以是通過參考設備來指明的值，該參考設備的旋轉(zhuǎn)位置被假設為是非常精確和正確的，并且將其旋轉(zhuǎn)位置值與旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)位置確定系統(tǒng)指示的旋轉(zhuǎn)位置值相比較。因此，可以使用參考測量系統(tǒng)或前述參考設備來在至少一個旋轉(zhuǎn)位置處確定旋轉(zhuǎn)設備的位置誤差。

通過舉例方式，參考設備包括高度準確的、經(jīng)校準的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)。參考設備的實例是參考旋轉(zhuǎn)設備、特別是參考轉(zhuǎn)臺，通過其可以非常準確的方式測量旋轉(zhuǎn)位置。例如在國際專利申請pct/ep2013/050328中描述了用于使用參考旋轉(zhuǎn)設備確定旋轉(zhuǎn)位置誤差的方法。另外，已知其中使用了經(jīng)校準的多面鏡的用于確定旋轉(zhuǎn)位置誤差的方法。

通過舉例方式，位置誤差變得明顯是在于旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)指示偏離實際旋轉(zhuǎn)位置的值。本發(fā)明考慮的位置誤差是由與旋轉(zhuǎn)設備的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、特別是與之相垂直(即，與該旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、特別是與之垂直起作用)的轉(zhuǎn)矩、和/或交叉于、特別是與旋轉(zhuǎn)軸線相垂直(即，與該旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、特別是與之垂直起作用)的力引起的。轉(zhuǎn)矩和/或力影響旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的方式為使得該旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)指示旋轉(zhuǎn)位置誤差值。如果旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的標準件、例如具有可檢測線量度的盤例如與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子一起支承在共用支承件上，轉(zhuǎn)子的偏斜也引起標準件相對于檢測標準件上的旋轉(zhuǎn)位置的檢測裝置的偏斜或位移。由此引起旋轉(zhuǎn)位置誤差。然而，如果沒有共用支承件，但例如轉(zhuǎn)子和標準件通過其他手段機械聯(lián)接使得轉(zhuǎn)子的運動誤差引起標準件的運動誤差，則也可能產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)位置誤差。

以下描述了

i)轉(zhuǎn)矩和/或力，與

ii)偏斜量和/或位置誤差

之間的關系可以如何表示和獲得。

用于根據(jù)偏斜量或位置誤差確定轉(zhuǎn)矩和/或力的關系可以是下述(值)賦值關系或下述函數(shù)關系。

具體地，該關系是

i)轉(zhuǎn)矩和/或力，與

ii)最大偏斜量或最大位置誤差之間的關系。

優(yōu)選地，偏斜量的值或位置誤差的值遵循三角函數(shù)。最大偏斜量或最大位置誤差可以被定義為三角函數(shù)的縱坐標上的最大值與最小值之間的距離的一半(幅值，誤差界限的一半)或者被定義為三角函數(shù)的縱坐標上的最小值和最大值之間的距離(整個誤差界限)。轉(zhuǎn)矩和/或力與最大偏斜量或最大位置誤差之間的關系、特別是函數(shù)關系可以是線性的、或可通過多項式描述。

該關系可以含有一個或多個旋轉(zhuǎn)位置值。根據(jù)本發(fā)明的方法中的一個設定旋轉(zhuǎn)位置可以與該關系的這些旋轉(zhuǎn)位置值之一相對應，并且所以轉(zhuǎn)矩和/或力可在這一個設定旋轉(zhuǎn)位置通過該關系來確定。如果選擇與這一個設定旋轉(zhuǎn)位置不同的旋轉(zhuǎn)位置(例如，不同角度值)，則該關系可以用于確定轉(zhuǎn)矩和/或力，因為該關系(其含有多個旋轉(zhuǎn)位置值)對于這個旋轉(zhuǎn)位置值也是已知的。

轉(zhuǎn)子的位置誤差和偏斜量可以取決于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置或可以隨著旋轉(zhuǎn)位置而變化，其中在這種情況下優(yōu)選地考慮多個旋轉(zhuǎn)位置值。

賦值可以含有關于在旋轉(zhuǎn)位置或在多個旋轉(zhuǎn)位置處的轉(zhuǎn)矩、和賦值的偏斜量或位置誤差的信息。

以示例性方式，該賦值可以是值對或值三元組的集合，其替代地可以看起來像以下內(nèi)容：

-轉(zhuǎn)矩和偏斜量，

-轉(zhuǎn)矩和位置誤差，或

-轉(zhuǎn)矩、偏斜量和位置誤差。

可選地，可以將恒定或可變旋轉(zhuǎn)位置添加至這些值對或值三元組。

關系、具體地賦值關系可以替代地或此外含有關于在旋轉(zhuǎn)位置或在多個旋轉(zhuǎn)位置處的轉(zhuǎn)矩、和賦值的偏斜量或位置誤差的信息。以示例性方式，賦值可以是值對或值三元組或值四元組的集合，其替代地可以看起來像以下內(nèi)容：

-力和偏斜量，

-力和/或位置誤差，

-力、偏斜量和位置誤差，

-力、轉(zhuǎn)矩和偏斜量，

-力、轉(zhuǎn)矩和位置誤差，或

-力、轉(zhuǎn)矩、偏斜量和位置誤差。

可選地，可以將恒定或可變旋轉(zhuǎn)位置添加至這些值對、值三元組或值四元組。

通過舉例方式，賦值可以以表格式和優(yōu)選地以電子方式可存儲且可讀取的形式存在?？梢栽诶鏺mg的存儲裝置中進行存儲。賦值可以含有任意數(shù)目的這類值對/三元組/四元組。在賦值的幫助下，可以確定例如在特定旋轉(zhuǎn)位置處特定偏斜量的情況下轉(zhuǎn)矩或橫向力有多大。通過賦值方式，在每種情況下，可以根據(jù)其他其余變量確定前述每個變量。

函數(shù)關系可以以數(shù)學函數(shù)的形式存在。通過舉例方式，函數(shù)關系可以指定以下關系之一：

-轉(zhuǎn)矩根據(jù)偏斜量和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化，

-轉(zhuǎn)矩根據(jù)位置誤差和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化，

-橫向力根據(jù)偏斜量和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化，

-橫向力根據(jù)位置誤差和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化，

-轉(zhuǎn)矩和橫向力根據(jù)偏斜量和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化，

-轉(zhuǎn)矩和橫向力根據(jù)位置誤差和可選地旋轉(zhuǎn)位置的變化。

可以添加進一步的變量，如質(zhì)量或在旋轉(zhuǎn)設備上的重心(例如，工件)、特別是在旋轉(zhuǎn)設備的機器坐標系中位置、或質(zhì)量或重心相對于測量系統(tǒng)的檢測裝置的位置。具體地，函數(shù)關系是計算處方，一個或多個變量可以作為變量、例如偏斜量或旋轉(zhuǎn)位置的值輸入到該計算處方中和當插入這些變量時根據(jù)該計算處方可計算因變量。

根據(jù)本發(fā)明，可以以多種不同分量、特別是向量分量來代表轉(zhuǎn)矩或橫向力，例如，以x分量和y分量代表。每個向量分量可以通過賦值描述或通過函數(shù)關系來表示?？梢愿鶕?jù)這些分量確定、特別是計算絕對轉(zhuǎn)矩(又稱為總轉(zhuǎn)矩)或所得橫向力(又稱為總橫向力)。函數(shù)關系、特別是計算處方可以以電子方式可存儲且可讀的形式存在?？梢栽诶鏺mg的存儲裝置中進行存儲。

可以根據(jù)方法獲得前述關系，該方法包括：

a)在該轉(zhuǎn)子的至少一個旋轉(zhuǎn)位置處產(chǎn)生與該旋轉(zhuǎn)設備的該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的至少一個轉(zhuǎn)矩和/或至少一個力

b)在該至少一個旋轉(zhuǎn)位置處確定該旋轉(zhuǎn)設備的、由該至少一個轉(zhuǎn)矩和/或該至少一個力引起的偏斜量和/或位置誤差，

c)確定(i)轉(zhuǎn)矩和/或力與(ii)偏斜量和/或位置誤差之間的關系。

在本披露的其他地方討論了用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或力的變體，就像用于確定偏斜量或位置誤差的方式一樣。

可以如下進行確定呈賦值形式的關系：在至少一個旋轉(zhuǎn)位置處，將至少一個轉(zhuǎn)矩、和/或?qū)χ辽僖粋€力賦給在各自情況下在這個轉(zhuǎn)矩和/或在這個力下賦給的偏斜量、和/或賦給在各自情況下在這個轉(zhuǎn)矩和/或在這個力下賦給的位置誤差。可以通過形成賦值和隨后分析該賦值來確定函數(shù)關系。通過舉例方式，可以例如通過已知的擬合方法找出表示賦值的數(shù)學函數(shù)。

用于確定關系的方法可以在kmg外或內(nèi)進行?？梢葬槍πD(zhuǎn)設備的特定設計，在旋轉(zhuǎn)設備安裝在kmg(再次)上之前，可以一次或多次確定該方法。通過舉例方式，該方法可以在旋轉(zhuǎn)設備的制造過程之后、特別是在最后驗收范圍內(nèi)進行。在進一步的變體中，該方法可以在kmg中、通過已安裝的旋轉(zhuǎn)設備、例如在準備進行測量操作時或在測量操作之前、或在測量暫停中進行。

所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩在其值方面是已知的，或其值是可以以上指定的用于確定關系的方法中確定的。通過舉例方式，可以通過以下措施中的一項或多項措施產(chǎn)生該轉(zhuǎn)矩：

-將質(zhì)量定位在旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子上，其中，質(zhì)量的重心優(yōu)選地相對于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線偏心或定位成在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線旁邊，和/或

-通過探測轉(zhuǎn)子或位于轉(zhuǎn)子上的物體(例如，工件)來在轉(zhuǎn)子上施加力。

通過舉例方式，為了確定第一轉(zhuǎn)矩的值或進一步的轉(zhuǎn)矩的值，可以測量已知質(zhì)量的物體的重量和轉(zhuǎn)子上的物體相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線的偏心偏移并且可以根據(jù)其計算轉(zhuǎn)矩。

進一步地，以下方法可供用于確定產(chǎn)生的與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉、特別是與之相垂直的轉(zhuǎn)矩的大?。?/p>

-可以通過距離傳感器測量旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)子的偏斜量，該偏斜作為在角度測量系統(tǒng)的標準件的位置處的平移起作用。為此目的，可以使用測量系統(tǒng)的已經(jīng)可用的距離傳感器。在施加轉(zhuǎn)矩前后，可以確定距離傳感器的測量值的比較?；蛘呖梢允褂媒^對測量傳感器，其中可以基于測量值確定偏斜量，

-如果如在前一點中所述，使用距離傳感器，則距離傳感器可以對應地指向已經(jīng)提到的附接至轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)子上并且優(yōu)選地旋轉(zhuǎn)對稱的測量體。例如從國際專利申請wo2013/007285a1、特別是圖1至圖4和圖12中已知圓柱形或(雙)球形測量體形式的、傳感器可以指向的測量體。

在前述點中提到的方法中，首先可以確定傾斜力矩/轉(zhuǎn)矩與傾角、測量距離傳感器之間的關系?？梢越柚诶缭诰嚯x旋轉(zhuǎn)軸線已知距離處向轉(zhuǎn)子上施加已知質(zhì)量并以與旋轉(zhuǎn)位置相關的方式確定旋轉(zhuǎn)軸線轉(zhuǎn)子的偏斜量來確定這種關系。由于質(zhì)量和重心以及重心距離旋轉(zhuǎn)軸線的距離是已知的，所以傾斜力矩也是已知的。可以使用距離傳感器測量轉(zhuǎn)子的傾度。如果施加不同的傾斜力矩，則可以以與傾翻力矩相關的方式確定傾度。因此，可以確定傾斜力矩與傾度之間的關系，使得如果施加未知傾斜力矩，則可以根據(jù)轉(zhuǎn)子的傾度和已知關系來確定傾斜力矩。

所產(chǎn)生的橫向力在其值方面是已知的，或其值是可以以上指定的用于確定關系的方法中確定的。優(yōu)選地通過轉(zhuǎn)子的偏斜量或傾斜位置產(chǎn)生第一力和可選的至少一個進一步的力，其結果是獲得分力，所述分力例如通過將作用在旋轉(zhuǎn)軸線上的重力分解成兩個分力、其中一個分力與旋轉(zhuǎn)軸線相交叉特別是與之相垂直地對齊從而與該軸線相交叉、特別是與之相垂直地對齊。通過例如kmg的探測系統(tǒng)施加橫向力是進一步的變體。

可以通過評估(i)轉(zhuǎn)矩和/或力與(ii)偏斜量和/或位置誤差的所獲得值來獲得(i)轉(zhuǎn)矩和/或力與(ii)偏斜量和/或位置誤差之間的函數(shù)關系。通過舉例方式，可以使用已知的近似法確定數(shù)學函數(shù)。

以下描述了本發(fā)明的進一步的優(yōu)選實施例和變體。

在本發(fā)明的實施例中，如果達到或超過轉(zhuǎn)矩和/或力的預定閾值，則輸出警告和/或阻止轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)運動。因此，可以提供關于轉(zhuǎn)子超載或轉(zhuǎn)子以可旋轉(zhuǎn)移動的方式安裝在其上的支承件超載的警告，并且可以避免超載。這是有利的，特別是在空氣支承件的情況下。

在本發(fā)明的實施例中，該方法用于確定盡可能不受轉(zhuǎn)矩和/或不受力的質(zhì)量的定位。質(zhì)量定位在轉(zhuǎn)子上的方式為使得偏斜量或所確定的位置誤差最小或為零。

在本實施例中可以使用用于將工件居中的方法。如果不再存在轉(zhuǎn)矩，則工件完全居中。如果不再存在轉(zhuǎn)矩，則工件的重心同樣居中。工件和重心在對稱工件情況下居中。否則，在不對稱工件情況下，僅重心居中。

在根據(jù)本發(fā)明的方法的擴展中，可以記錄所確定的傾斜力矩和/或橫向力。通過舉例方式，通過這類記錄或存儲，可以通過過去發(fā)生的傾斜力矩太高或橫向力太高的方式提供轉(zhuǎn)軸超載的證據(jù)。

通常，可以使用所有常規(guī)測量系統(tǒng)、特別是常規(guī)位置或旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)執(zhí)行該方法。以下解釋了可以如何在根據(jù)本發(fā)明的方法中確定質(zhì)量的(例如，工件的)重心的相位角。進一步地，解釋了用于確定質(zhì)量的重心的相位角的單獨方法。

上述用于確定傾斜力矩和/或橫向力的方法可以另外包括：

-由該轉(zhuǎn)子的偏斜量或該轉(zhuǎn)子的位置誤差確定該質(zhì)量的重心在該旋轉(zhuǎn)設備的定子的坐標系中的和/或在該轉(zhuǎn)子的坐標系中的相位角。

在這個方法變體中，除了傾斜力矩或橫向力以外，還確定質(zhì)量的或質(zhì)量的重心的、特別是工件的位置。

所提到的轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子坐標系的原點在例如轉(zhuǎn)子的中心點或旋轉(zhuǎn)點。通過舉例方式，該坐標系是二維坐標系，其中質(zhì)量的重心的相位角是可描述的。

在該方法的進一步變體中，該方法包括：

-在該轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置處確定該轉(zhuǎn)子在第一空間方向上的偏斜量和該轉(zhuǎn)子在第二空間方向上的偏斜量，

-由在該第一空間方向上的偏斜量和由在該第二空間方向上的偏斜量確定該質(zhì)量的重心的相位角。

該方法特別有利，因為至少三個、優(yōu)選地四個檢測裝置與測量體相互作用。在這種情況下，不需要旋轉(zhuǎn)運動；替代地，在轉(zhuǎn)子的可以預設的一個旋轉(zhuǎn)位置就可以已經(jīng)確定了重心的相位角。

在進一步方面，本發(fā)明涉及用于確定旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量的重心在旋轉(zhuǎn)設備的定子的坐標系和/或在該轉(zhuǎn)子的坐標系上的相位角的方法

其中，該旋轉(zhuǎn)設備包括旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)，該旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)包括：

-測量體，

-至少三個檢測裝置，這些檢測裝置用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置和/或用于檢測檢測裝置和測量體的相對位置的變化，

并且其中，該方法包括以下步驟：

-將質(zhì)量定位在該旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子上，

-由所述至少三個檢測裝置的和所述測量體的相對位置確定在該轉(zhuǎn)子的該設定的旋轉(zhuǎn)位置上該轉(zhuǎn)子的偏斜量，

-由該轉(zhuǎn)子的偏斜量確定在該設定的一個旋轉(zhuǎn)位置上該質(zhì)量的重心的相位角。

在本發(fā)明中如通常一樣，該質(zhì)量可以是工件質(zhì)量。

以上在本說明書中已經(jīng)解釋了通過包括測量體和檢測裝置的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)的方式在旋轉(zhuǎn)位置處確定轉(zhuǎn)子的偏斜量，并且對說明書的全部內(nèi)容進行了參考。

以上概括地和在特定變體中已經(jīng)解釋了根據(jù)轉(zhuǎn)子的偏斜量確定質(zhì)量的重心在定子的和/或轉(zhuǎn)子的坐標系中的相位角。

以下基于示例性實施例對本發(fā)明進行描述。在附圖中：

圖1示出了取決于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)角度和所施加的傾斜力矩的轉(zhuǎn)臺位置誤差，

圖2示出了取決于所施加的傾斜力矩的基波誤差幅值(半最大誤差容限)，

圖3示出了被施加了一定質(zhì)量時旋轉(zhuǎn)設備的示意性平面圖，

圖4示出了在帶有標準件的旋轉(zhuǎn)設備情況下在0°方向上引入重量，

圖5示出了在帶有標準件的旋轉(zhuǎn)設備情況下在90°方向上引入重量，

圖6示出了帶有所施加的重量的轉(zhuǎn)子的、以標準件的增量測得的取決于旋轉(zhuǎn)角度的偏斜量，

圖7a、b示出了用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的旋轉(zhuǎn)設備的替代性實施例，旋轉(zhuǎn)設備具有測量體和距離傳感器，

圖8示出了在使用四個讀取頭時用于確定質(zhì)量的相位角的反正切(atan)2關系的圖示，

圖9示出了用于確定轉(zhuǎn)矩和/或力的方法的過程，

圖10示出了用于確定重心的相位角的方法的過程，并且

圖11示出了標準安排和三個檢測裝置。

1.總體考慮

作用在轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子上的傾斜力矩引起轉(zhuǎn)子傾斜。由于旋轉(zhuǎn)點(支承部位)與標準件之間通常存在杠桿，所以傾斜引起標準件偏心。標準件的偏心在測量的角位置上引起所謂的偏心誤差。如果標準件的位移垂直于角傳感器或讀取頭，則位置誤差最大，并且可以如下計算：

a＝s/r

其中α＝位置誤差

s＝偏心幅值

r＝標準件的半徑

試驗已經(jīng)展示出所謂的偏心誤差的幅值與誘因傾斜力矩之間的關系通常例如用直線或多項式來良好地歸納和表述。試驗是使用安裝在空氣支承件上的轉(zhuǎn)臺進行的。做出的假設是結果也可以傳遞給安裝在滾動軸承上的轉(zhuǎn)臺。圖1和圖2中的結果如下所述是在校準過程范圍內(nèi)通過將位置值與參考轉(zhuǎn)臺相比較來產(chǎn)生的。

2.確定傾斜力矩與位置誤差之間的關系

以下在第1點和第2點中以示例性方式示出了確定傾斜力矩與位置誤差之間的關系。

2.1.無傾斜力矩標準caa數(shù)據(jù)記錄

出于測量在沒有傾斜力矩情況下的位置誤差的目的，使用如國際專利申請pct/ep2013/050328的圖1中示意性描繪的設置。這個國際專利申請還詳細地、特別是在第81頁起的實例部分中描述了用于在參考轉(zhuǎn)臺的幫助下確定轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)位置誤差的方法。

2.2有傾斜力計算機輔助準確度(caa)數(shù)據(jù)記錄

使用了與第1點中或pct/ep2013/050328的圖1中的相同試驗設置。轉(zhuǎn)臺具有支承件監(jiān)測，通過其可以確定所施加的傾斜力矩。轉(zhuǎn)臺的支承件具有在專利申請de102008058198a1中以示例性方式描述的傳感器系統(tǒng)。在施加于有待測量的轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)盤上的不同質(zhì)量和由其重量產(chǎn)生的傾斜力矩的情況下，設定轉(zhuǎn)臺的多種不同角位置。這些質(zhì)量以相對于旋轉(zhuǎn)軸線偏心的方式定位在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)盤上。由對有待測量的轉(zhuǎn)臺的支承件(測試物體)的監(jiān)測來確定或記錄傾斜力矩和轉(zhuǎn)臺的定子坐標系的零位置與所施加的質(zhì)量之間的相位。在此，創(chuàng)造了帶有不同的遞增傾斜力矩并(如果存在傾斜力矩的話)帶有相同相位的12條數(shù)據(jù)記錄a)-f)。圖1示出了產(chǎn)生的誤差樣式。

圖1所示的所有位置誤差曲線可以通過弧度法中的余弦函數(shù)來描述。位置誤差與傾斜力矩之間的關系是

位置誤差＝-m*c*cos(t+pm-prh)

其中

m＝轉(zhuǎn)臺定子坐標系中的傾斜力矩[nm]

c＝比例因數(shù)“每牛頓-米的位置誤差”，單位[rad/nm]

t＝轉(zhuǎn)臺定子坐標系中的轉(zhuǎn)臺位置[rad]

pm＝所施加的質(zhì)量和由此產(chǎn)生的傾斜力矩在轉(zhuǎn)臺定子坐標系中相對于其設定零點的相位角[rad]

prh＝在轉(zhuǎn)臺定子坐標系中相對于轉(zhuǎn)臺定子坐標系中的設定零點的讀取頭位置[rad]

通過變量pm和prh的方式，可以映射質(zhì)量(其產(chǎn)生傾斜力矩)和檢測裝置兩者的不同位置，在這種情況下，是在轉(zhuǎn)臺定子坐標系中映射角度編碼器的讀取頭相對于該坐標系的零點的位置。由于傾斜力矩與幅值之間存在線性關系，如圖2中所示，所以可以在余弦函數(shù)前面放帶有比例因數(shù)c的傾斜力矩m。在此實例中給出了所述線性關系，但不需要在其他轉(zhuǎn)臺中存在。檢查并且可以演示傾斜力矩對帶有整合式支承件的角度測量系統(tǒng)的影響。傾斜力矩的影響或所引起的誤差與沒有整合式支承件的系統(tǒng)的情況(如以上解釋的)相比小一個量級的幅值且是非線性的。在這種情況下，可以通過多項式來描述傾斜力矩對幅值的影響。

以上展示的余弦函數(shù)是在具有角度編碼器的標準件、例如沿檢測裝置(在此是讀取頭)引導的分度盤環(huán)轉(zhuǎn)時獲得的。在圖1中，所有位置誤差曲線在轉(zhuǎn)臺位置0處被設定為0位置誤差，其是任意設置并且在這種情況下用于比較的目的。

圖2示出了取決于所施加的傾斜力矩的、轉(zhuǎn)子的偏斜量的或角度測量系統(tǒng)的位移的相對于讀取頭的基波幅值。也可以根據(jù)圖1在其中所示的曲線的最大值減半時來確定圖2的基波幅值。除了圖1的測量幅值外，圖2的曲線圖還包括進一步的測量幅值。這種評估在傾斜力矩與位置誤差的基波的幅值之間產(chǎn)生了非常良好的線性關系。

在傾斜力矩負載下圖1中的誤差測量已經(jīng)通過無負載轉(zhuǎn)臺誤差(參見以上第2.1點，無傾斜力矩caa數(shù)據(jù)記錄)進行了校正，即，已經(jīng)通過計算去除了此誤差。因此，圖1僅示出了傾斜力矩所額外引起的誤差。

3.包括標準件和檢測裝置的旋轉(zhuǎn)設備的設置

圖3示出了帶有轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)設備1，在這種情況下作為帶有呈轉(zhuǎn)盤2形式的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)臺。已經(jīng)將質(zhì)量m置于轉(zhuǎn)盤2上定子坐標系中的零旋轉(zhuǎn)位置處。在以上方程中，pm在這種情況下將是零。質(zhì)量m定位在距離旋轉(zhuǎn)軸線d距離r(重心的距離)處。旋轉(zhuǎn)軸線d垂直于附圖的平面。

觀察者從上方觀察旋轉(zhuǎn)設備1。重量f＝m*g作用在質(zhì)量m上，所述重量沿觀察者的觀察方向在附圖的平面中向下作用。在此，垂直于旋轉(zhuǎn)軸線d作用的傾斜力矩m的結果為積m＝rf。

進一步地，圖3描繪了呈分度盤形式的標準件3和檢測裝置4a、4b、4c和4d(在該實例中其又稱為檢測器或讀取頭)。

檢測裝置4a、4b、4c和4d各自彼此偏移90°。形成兩對檢測裝置4a/4c和4b/4d，其中一對檢測裝置彼此相對平放，即彼此偏移180°。

在這個設置中的讀取頭4a處，以上方程中的prh為-90°或-π/2(相對于定子坐標系中的零位置)。標準件3與轉(zhuǎn)盤/轉(zhuǎn)子2安裝在一起并且與后者一起傾斜。在轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量m的重量引起的偏斜具有的效果是使得標準件3相對于檢測器4a和4c在檢測器4a和4c處平移，由此引起位置誤差。在所示質(zhì)量位置上，沒有在檢測裝置4b和4d中檢測到標準件3相對于檢測器4b和4d平移，但這取決于質(zhì)量的位置而變化(參見關于圖4和圖5的解釋)。如果在定子坐標系中質(zhì)量的相位角為零(如在此所示)，或者如果相位角是180°(π)(質(zhì)量m在12點鐘)，則標準件3相對于檢測器4a和4c偏斜到最大程度并且位置誤差在此呈最大，其中，在180°，誤差呈這兩個檢測器4a和4c的對應相反符號，因為標準件相對于檢測器沿相反方向精確偏斜(在所示視角下，是向上而不是如在零相位角情況下的向下)。在這種配置下由于從設定零點涌現(xiàn)的零＝>π＝>2π的這些最大值和檢測器位置，位置誤差就可以有利地通過以上所示的余弦函數(shù)來描述。

在用于確定與旋轉(zhuǎn)設備1的旋轉(zhuǎn)軸線d相交叉、特別是與之垂直的轉(zhuǎn)矩m之間的賦值的方法中，所述質(zhì)量可以是測試質(zhì)量。在用于操作kmg的方法中，質(zhì)量m可以是工件w的質(zhì)量。

4.確定傾斜力矩與偏斜量之間的關系；根據(jù)該關系來確定傾斜力矩

首先，圖9突出顯示了用于確定作用在旋轉(zhuǎn)設備上并且與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的轉(zhuǎn)矩和/或力的方法的過程。步驟s1是產(chǎn)生作用在旋轉(zhuǎn)設備上并且與旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線相交叉指向的轉(zhuǎn)矩和/或力。步驟s2是在轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置處確定轉(zhuǎn)子的偏斜量和/或轉(zhuǎn)子的位置誤差。步驟s3是使用針對旋轉(zhuǎn)設備已知或確定的、轉(zhuǎn)矩和/或力與偏斜量和/或位置誤差之間的關系來確定在轉(zhuǎn)子的至少一個旋轉(zhuǎn)位置處的轉(zhuǎn)矩和/或力。

傾斜力矩產(chǎn)生的基波幅值可以如下確定：

假設：測量系統(tǒng)(標度)是理想的，沒有誤差。通過舉例方式，這可以通過根據(jù)計算矯正以對旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)進行校準來實現(xiàn)。替代地，基波的幅值可以通過一個或多個針對每個角位置已知傾斜力矩來檢測和通過計算來校正。這對應于圖1的過程，其中為了數(shù)據(jù)記錄，必須從不同的方向引入傾斜力矩。出現(xiàn)可選地與旋轉(zhuǎn)角度相關的比例因數(shù)c，通過該比例因數(shù)，可以進行從偏心誤差的幅值到當前傾斜力矩的變換。對比例因數(shù)的與旋轉(zhuǎn)角度的相關性進行如下限制：

與傾斜力矩有關的回彈性有可能取決于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。因此，c在整個考慮的運動范圍內(nèi)并不一定恒定。這通常適用于具有內(nèi)三點支承的轉(zhuǎn)臺。這些轉(zhuǎn)臺一般具有呈非均勻方式的回彈性。

與圖4和圖5相關的解釋涉及通過質(zhì)量產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩和根據(jù)圖9的過程的步驟s1和s2來確定轉(zhuǎn)子的偏斜量。與圖3相比較，圖4和圖5中僅考慮了全部四個檢測裝置中的兩個檢測裝置，并且其中所述設置是示意性地描繪的。圖4和圖5考慮了檢測裝置4b、4d，其中所述設置轉(zhuǎn)過180°(4d在圖3中處于底部處，而在圖4和圖5中處于頂部處，位于定子的角度標度上的0°處)。這些解釋以類似的方式適用于另一對檢測裝置4a、4c，這些檢測裝置相對于這對4b、4d偏移90°，從而自然地適當與轉(zhuǎn)子位置和質(zhì)量的相位的選擇相適配。

在以下實例中，角度測量系統(tǒng)的讀取頭4b、4d被視為計數(shù)器。圖4和圖5示出了轉(zhuǎn)臺的定子的角度標度的選定的角度值。假設轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)子2在這個角度標度上處于100°。在100°處使用粗線示出了轉(zhuǎn)子2的零標記。在無負載情況下，兩個讀取頭4b、4d將指明例如1000的增量(inc)。

如果如圖4中所示地通過質(zhì)量m引入重量，則由于偏心工件質(zhì)量定向在0°，所以產(chǎn)生圍繞x軸的傾斜力矩。轉(zhuǎn)子2傾斜并且這種傾斜作為在角度測量系統(tǒng)的平面中沿y方向的偏斜或平移ty而出現(xiàn)。在圖4所示的情況下，標度的位移沿讀取頭4b、4d的非敏感方向發(fā)生。因此，讀取頭4b、4d沒有記錄位移；兩個讀取頭繼續(xù)將1000的增量(inc)顯示為位置值。

在圖5中，轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)子2仍然位于100°位置處?，F(xiàn)在從90°方向引入質(zhì)量m產(chǎn)生的重量。因此，產(chǎn)生圍繞y軸的傾斜力矩。轉(zhuǎn)子傾斜并且這種傾斜作為在角度測量系統(tǒng)的平面中沿x方向的平移tx而出現(xiàn)。在圖5中，標度的位移沿讀取頭4b、4d的敏感方向發(fā)生。圖4和圖5中就絕對值而言相同的所述移位(tx在絕對值方面與ty對應)因此以其整體被讀取頭4b、4d所記錄。在此，考慮到這種相對的安排，讀取頭4b、4d沿相反的方向計數(shù)，使得例如一個讀取頭4d指示900增量(inc)而另一個讀取頭4b指示1100增量(inc)。

圖4和圖5中的設置具有與圖3中的設置類似的標準件，其中圖4和圖5中的檢測裝置4b、4d掃描該標準件。

圖6在頂部示出了取決于所引入的力的方向(角度)的轉(zhuǎn)子2的偏斜量的絕對值，該偏斜量是以檢測裝置4b、4d的標準件的增量來測量的。

圖6中在下的曲線示出通過計算組合了這些值之后所得的偏斜量。使用圖5的90°處的值的實例，在檢測裝置4d處獲得900增量的值，并且在檢測裝置4b處獲得1100增量的值，并且因而確定了每個檢測裝置處的所得偏斜量為100。

轉(zhuǎn)矩的絕對值和方向：

在對以成對方式彼此相對而置的兩個讀取頭加以分離處理的情況下，沿一個空間方向的傾斜力矩的向量分量及其符號可以如下計算：m＝c*(x2-x1)/2。

在此，c是偏心誤差的幅值之間的比例因數(shù)，并且x1和x2是兩個讀取頭4b、4d的讀數(shù)。

*使用2個讀取頭，僅可以確定位移沿一個空間方向的向量分量，即tx或ty的向量分量。讀取頭不需要沿主方向定向并且也不需要位置恰好彼此相對。在任何情況下，必要的是了解讀取頭之間的角度。

從如上所述的對兩個讀取頭的處理開始，在本發(fā)明中使用至少三個讀取頭，而不是僅使用一個或兩個。

圖3示出了并且以下描述了帶有四個讀取頭4a-d的變體。圖11中示出了帶有三個讀取頭的變體并且在這個實例部分的末尾對其加以描述。

如果使用四個規(guī)則安排(即90°偏移)的讀取頭，所得的總轉(zhuǎn)矩的絕對值可以被計算為

mv＝sqrt(mx^2+my^2)。

不需要旋轉(zhuǎn)運動?？梢栽诿總€位置上立即計算傾斜力矩。因此，對一個旋轉(zhuǎn)位置的處理就足夠了并且不需要通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子來設定進一步的旋轉(zhuǎn)位置。轉(zhuǎn)矩的這種計算對應于圖9的過程的步驟s3。

圖7示出了旋轉(zhuǎn)設備，其中，使用測量體95和距離傳感器64a、94a、94b，代替朝標準件定向的角度傳感器或讀取頭，這些距離傳感器檢測距離測量體95的距離。

圖7a示出了旋轉(zhuǎn)設備中的兩個不同測量系統(tǒng)或部分測量系統(tǒng)的組合。旋轉(zhuǎn)設備50包括定子53、樞轉(zhuǎn)支承裝置44和轉(zhuǎn)子51。

是本發(fā)明的含義內(nèi)的測量體的測量體95通過向下突出的桿形載體73附接至轉(zhuǎn)子。

這個測量體95包括圓柱形盤、用于確定圓柱體盤95與定子53之間的徑向相對位置的與所述圓柱形盤的沿圓周方向延伸的外邊緣對齊的第一傳感器64a。進一步地，沿軸向方向、即平行于旋轉(zhuǎn)軸線d的方向與圓柱體盤95的平面表面對齊的兩個傳感器94a、94b連接至定子53。

如果施加質(zhì)量m(例如工件)(其重心位置偏心于旋轉(zhuǎn)軸線d)，則在轉(zhuǎn)子51上產(chǎn)生傾斜力矩。如果質(zhì)量m的重心位于例如附圖的平面中，則存在轉(zhuǎn)子51的和測量體95的圍繞旋轉(zhuǎn)軸線的旋轉(zhuǎn)偏斜，所述旋轉(zhuǎn)偏斜與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線d相交叉、在本實例中是圍繞垂直于該附圖的平面的軸線q。這種偏斜對應于測量體95圍繞軸線q的傾斜。

由于這種傾斜，傳感器94b與測量體95之間的距離減小。傳感器94a與測量體95之間的距離和傳感器64a與測量體95之間的距離增大。

可以存在比以示例性方式示出的三個傳感器64a、94a、94b更多的距離傳感器。圖7b示出了沿旋轉(zhuǎn)軸線d從下看到測量體95的視圖。沿測量體95的外周示出了進一步徑向?qū)R的傳感器64b、64c、64d和進一步的軸向傳感器94c和94d。

進一步地，在圖7a的選擇設備50中示出了包括呈分度盤形式的標準件75和角度傳感器74a和74b的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)。在此，這個旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)并未像例如使用根據(jù)圖3或圖11的設置進行的那樣用于根據(jù)本發(fā)明的用于確定轉(zhuǎn)子51的偏斜量的方法。在這種情況下僅使用兩個角度傳感器74a和74b。然而，還將可以提供第三角度傳感器或甚至第四角度傳感器以便也使用旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)來確定轉(zhuǎn)子的偏斜量，其中在這種情況下因為還提供了測量體95和距離傳感器64和94而存在冗余系統(tǒng)。

5.確定轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量的重心的相位角

首先，圖10示出了用于確定旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子上的質(zhì)量的重心在該旋轉(zhuǎn)設備的定子的坐標系和/或在該轉(zhuǎn)子的坐標系上的相位角的方法。步驟s1.0是將質(zhì)量定位在該旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子上。步驟1.1是使用旋轉(zhuǎn)設備的包括標準件和檢測裝置的旋轉(zhuǎn)位置測量系統(tǒng)確定在轉(zhuǎn)子的至少一個旋轉(zhuǎn)位置處轉(zhuǎn)子的偏斜量。在此，根據(jù)檢測裝置和標準件的相對位置和/或根據(jù)檢測裝置和標準件的相對位置的變化來確定轉(zhuǎn)子的偏斜量。以上已經(jīng)基于圖9的步驟s2解釋了步驟s1.1(在此方面參見以上第4點)。步驟s1.2是根據(jù)該轉(zhuǎn)子的偏斜量確定該質(zhì)量的重心在該旋轉(zhuǎn)設備的定子的坐標系中的和/或在該轉(zhuǎn)子的坐標系中的相位角。

以下描述了特殊的實施例變體。

如果使用四個讀取頭，則在所示方法過程的步驟s1.2中可以使用下式根據(jù)單獨的轉(zhuǎn)矩計算轉(zhuǎn)矩的相位

p＝atan2(-mx/my)*180/pi。

在此，必須旋轉(zhuǎn)沿y方向作用的轉(zhuǎn)矩(＝圍繞x軸的轉(zhuǎn)矩)的符號以便從該轉(zhuǎn)矩到達重心的位置(參見圖8)。

如果預期在轉(zhuǎn)子坐標系中指定重心的位置，則相位p必須仍然與計算的旋轉(zhuǎn)角度相組合。

以下實例示出了基于三個讀取頭來計算無誤差旋轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng)的平移。

圖11示出了這個實例的設置。在此所示的多個讀取頭lk1、lk2、lknn、但至少三個讀取頭圍繞無誤差或已經(jīng)校準的標準件110相對于整體坐標系安排在角度β1…βm處。標準件110聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)設備的轉(zhuǎn)子(在此未示出)并且是靜止的，即相對于轉(zhuǎn)子不可相對移動。轉(zhuǎn)子的、和因此標準件110的所提供的旋轉(zhuǎn)軸線d垂直于附圖的平面并且穿過附圖的平面，其中由從參考符號d開始的箭頭指示。由于轉(zhuǎn)子偏斜，標準件110同樣精確偏斜到位置110'。在偏斜期間，標準件和轉(zhuǎn)子圍繞平行于附圖的平面并且與d相交叉地延伸的軸線(未在附圖的平面中)旋轉(zhuǎn)。

原則上是旋轉(zhuǎn)運動的偏斜在讀取頭lk1、lk2、lkn中被檢測為平移。圖11的觀察者也將標準件110在附圖的二維平面中到位置110’的運動看作為平移。這種檢測到的標準件110到位置110’的平移相對于整體坐標系通過絕對值δs和角度來描述，該整體坐標系在圖11的右上方繪出。

在復平面中，在圖11中由實軸(re)和虛軸(im)描繪，通過下式描述標準件的運動

這取決于標準件的旋轉(zhuǎn)角度在復平面中讀取頭的角位置可以通過以下關系表示

標準件的運動δs引起針對每個讀取頭的不同切向平移分量。其可以通過下式計算

該式是針對每個讀取頭而言的。因此，讀取頭由于這種平移引起的不正確計數(shù)于是作為下式出現(xiàn)

其中r表示讀取頭的測量點距離標準件的理想旋轉(zhuǎn)軸線的距離。由于對于非常小的角度arctan(x)≈x適用，所以前一方程可以被改寫為

如果所有m個安裝的讀取頭都參照經(jīng)校準的或無分度錯誤的標度的同一參考標記，則第n個讀取頭代表的角位置是由標準件的實際角旋轉(zhuǎn)量讀取頭的裝配角度βn和平移引起的不正確計數(shù)γn合成：

可以在第k個和第l個讀取頭之間測得的角度差可以通過下式計算

由于角位置β1…βm是已知的，所以其差值βk-βl也是已知的。因此，可以將所測得的角度差改寫成經(jīng)偏移校正的角差為

如果現(xiàn)在將方程(8)中的γk和γl替換為方程(5)的值，則經(jīng)偏移校正的角度差作為下式出現(xiàn)

使用三角函數(shù)的加法定理sin(x±y)＝sinxcosy±sinycosx，方程(9)作為下式出現(xiàn)

最后實際上，方程(10)僅含有兩個未知數(shù)：和從測量中已知(讀取頭信號測量值的差值)并且通過形成平均值而已知了β1…βm(參見geckeler方程(7))。從方程(10)中還清楚的是僅使用兩個讀取頭不能唯一地計算出平移量。然而，如果在標準件上安裝了m≥3個讀取頭