DE10258579A1

DE10258579A1 - Measuring device for pointwise measurement of workpiece surface dimensions by mechanical probing, has contactless measuring device for determining spatial position of probe body

Info

Publication number: DE10258579A1
Application number: DE2002158579
Authority: DE
Original assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Current assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2004-07-08
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: DE10258579B4

Abstract

A force generator is provided for defining the probing force with which a probe body (7) contacts the surface of the workpiece. A contactless position measuring device (14) that does not move together with the probe, is provided for determining the spatial position of the probe body or a carrier holding the probe (4). An Independent claim is included for a measuring method.

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, die insbesondere zur punktweisen Vermessung von Werkstückoberflächen durch mechanische Antastung geeignet ist.The invention relates to a measuring device, especially for the point-by-point measurement of workpiece surfaces mechanical probing is suitable.

Beim Vermessen von Werkstückoberflächen mittels Tastsystemen, wird in der Regel ein Tastelement an eine Werkstückoberfläche eines ruhend gelagerten Werkstücks herangeführt und mit definierter Kraft an diese angedrückt. Das Tastelement ist in bestimmten vorgegebenen Richtungen beweglich gehalten und wird beim Antasten der Werkstückoberfläche gegen eine Bezugsbasis ausgelenkt. Die Auslenkung Relativ zu einem Tastkopf kann durch entsprechende mechanische Messeinrichtungen erfasst werden. Derartige Anordnungen sind z.B. aus der DE 19641720 bekannt.When measuring workpiece surfaces by means of touch probes, a probe element is usually brought up to a workpiece surface of a stationary workpiece and pressed onto it with a defined force. The probe element is kept movable in certain predetermined directions and is deflected against a reference base when probing the workpiece surface. The deflection relative to a probe can be detected by appropriate mechanical measuring devices. Such arrangements are for example from the DE 19641720 known.

Die DE 19641720 A1 offenbart eine Messmaschine mit einem Messkopf mit einer Aufspanneinrichtung für ein ortsfest zu lagerndes und zu vermessendes Werkstück. Der genannte Messkopf ist an einer Führung in mindestens drei unterschiedlichen Raumrichtungen verfahrbar gelagert. Der den Messkopf lagernde Arm enthält außerdem eine Schwenkachse.The DE 19641720 A1 discloses a measuring machine with a measuring head with a clamping device for a workpiece to be stored and measured. Said measuring head is mounted on a guide so that it can move in at least three different spatial directions. The arm supporting the measuring head also contains a swivel axis.

Der Tastkopf enthält einen Taststift mit einer an seinem Ende vorgesehen Tastkugel als Tastkörper. Die Auslenkung der Tastkugel gegen den Träger des Tastkopfs wird durch X-, Y- und Z-Messsysteme erfasst.The probe contains a stylus with a probe ball provided at its end as a probe body. The deflection of the probe ball against the carrier the probe is captured by X, Y and Z measuring systems.

Die Messsysteme liefern Daten, die die Auslenkung der Tastkugel gegen den Träger kennzeichnen. Um die Position der Tastkugel an dem Werkstück bestimmen zu können, ist zusätzlich die genaue Kenntnis der Position des den Messkopf führenden Trägers erforderlich. Zur Erfassung derselben sind Bezugslinien und Maßverkörperungen an jeder Achse erforderlich.The measuring systems deliver data that mark the deflection of the probe ball against the carrier. To the position the probe ball on the workpiece to be able to determine is additional precise knowledge of the position of the sensor head carrier required. Reference lines and material measures are used to record the same required on each axis.

Aus der DE 4345091 A1 ist ebenfalls eine Messmaschine mit einem Tastkopf bekannt, wobei zur Aufspannung des Werkstücks ein Rundtisch vorgesehen ist. Auch bei dieser Messmaschine ergeben sich die Messwerte an dem Werkstück durch entsprechende Verknüpfung der von den Tastkopf gelieferten Messwerte mit Positionswerten, die die Position des Tastkopfs kennzeichnen.From the DE 4345091 A1 a measuring machine with a probe is also known, a rotary table being provided for clamping the workpiece. With this measuring machine, too, the measured values on the workpiece are obtained by appropriately linking the measured values supplied by the probe with position values which identify the position of the probe.

Die präzise Führung des Tastkopfs und dessen Positionsbestimmung stellt hohe Ansprüche an die Messmaschine und die Positionserfassung an jeder Verstellachse.The precise guidance of the probe and its Position determination places high demands on the measuring machine and the position detection on each adjustment axis.

Die Messmaschine weist eine erste Schlittenführung mit einem Schlitten auf, der in einer ersten Richtung verstellbar ist und dessen Position mit einer ersten Messeinrichtung erfasst wird. Dabei ist nicht nur eine Längenerfassung erforderlich. Um Linearitätsfehler der Führung ausgleichen zu können, ist häufig zusätzlich die Abstandsmessung zu einem parallelen Bezugslineal erforderlich.The measuring machine has a first carriage guide with a sled that is adjustable in a first direction and its position is recorded with a first measuring device becomes. It is not just a length measurement required. About linearity errors the leadership to be able to compensate is common additionally the Distance measurement to a parallel reference ruler required.

Der erste Schlitten trägt eine weitere Schlittenführung mit einem zweiten Schlitten, dessen Position gegen den ersten Schlitten zu erfassen ist. Der zweite Schlitten trägt letzendlich eine weitere Schlittenführung und ein Messsystem. Die Tastkopfposition ergibt sich dann aus den Messwerten an allen drei Schlittenführungen. Fehler können sich somit addieren. Außerdem ist der sensorische Aufwand hoch.The first sled carries one further sledge guidance with a second sled whose position is against the first sled is to be recorded. The second sled ultimately carries another Sled guide and a measuring system. The probe position then results from the measured values on all three sled guides. Mistakes can thus add up. Moreover the sensory effort is high.

Es sind darüber hinaus Messeinrichtungen bekannt, die die Position eines Tastkörpers berührungslos von einer ruhenden Basis aus erfassen.They are also measuring devices known that the position of a probe contactless from a resting Capture base from.

Z.B. offenbaren die WO 93/07443 und die DE 2605772 jeweils eine Messeinrichtung mit einem starren Tastelement, das von Hand geführt wird und zur Antastung einer Werkstückoberfläche dient. An dem Tastelement sind mehrere Signalgeber in Form von Lichtquellen angeordnet, die im Sichtbereich von zwei Kameras liegen. Eine Auswerteeinrichtung dient der Bestimmung der Raumposition des Tastelements und somit des Tastpunkts.For example, WO 93/07443 and DE 2605772 one measuring device each with a rigid probe element that is guided by hand and is used to probe a workpiece surface. Several signal transmitters in the form of light sources are arranged on the pushbutton element and are in the field of view of two cameras. An evaluation device is used to determine the spatial position of the touch element and thus the touch point.

Die Genauigkeit der Messung hängt nicht zuletzt wegen der infolge manueller Einflüsse schwankenden Messkraft von dem Geschick des Bedieners ab.The accuracy of the measurement does not depend last because of the fluctuating measuring force due to manual influences on the skill of the operator.

Die DE 101 18 668 A1 offenbart eine Koordinatenmessvorrichtung mit einem Taster, der einen Tripelspiegel als Reflektor für einen Messlichtstrahl aufweist. Die Bestimmung der Tasterposition erfolgt durch Messung der Distanz und der Winkellage des Tasters.The DE 101 18 668 A1 discloses a coordinate measuring device with a probe that has a triple mirror as a reflector for a measuring light beam. The button position is determined by measuring the distance and the angular position of the button.

Diese Art der Messung ist mit Messunsicherheiten behaftet .This type of measurement has measurement uncertainties afflicted.

Aus der DE 100 48 097 A1 ist die Antastung eines Werkstücks mit einem Tastkopf bekannt, der die Werkstückoberfläche in einem Tastpunkt mit einem Laserstrahl antastet. Der Tastkopf wird von einem Roboter geführt. Die Position des Tastkopfs wird mittels einer ruhenden Referenzstation aus berührungslos bestimmt, die drei Reflektoren aufweist. Der Tastkopf ist mit einer Sender/Empfänger-Einheit versehen, die anhand der ausgesandten, reflektierten und empfangenen Signale ihre eigene Position und somit die Position des Tastkopfs bestimmt.From the DE 100 48 097 A1 the probing of a workpiece with a probe is known, which probes the workpiece surface at a touch point with a laser beam. The probe is guided by a robot. The position of the probe is determined by means of a stationary reference station, which has three reflectors. The probe is provided with a transmitter / receiver unit, which uses the emitted, reflected and received signals to determine its own position and thus the position of the probe.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Messeinrichtung zu vereinfachen.Based on this, it is the task of Invention to simplify the measuring device.

Diese Aufgabe wird mit einer Messeinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.This task is done with a measuring device solved, which has the features of claim 1.

Die erfindungsgemäße Messeinrichtung weist ein Tastelement auf, das zum Antasten einer Werkstückoberfläche eingerichtet ist. Mit dem Tastelement steht eine nicht mit dem Tastelement mitbewegbare Positions-Messeinrichtung, z.B. ein Laser-Triangulator in Beziehung. Die Positions-Messeinrichtung ist bspw. ruhend gelagert und misst, wenn das Werkstück angetastet wird, die Position des Tastelements und/oder eines Tastkopfs im Raum und ggfs. seine Lage und oder seine Verformung direkt. Eine Addition mehrerer Messwerte, die in einer Kette dann die Position des Objekts (Tastelement oder Tastkopf) ergeben und die sich daraus ergebende Fehleraddition wird vermieden. Es besteht eine unmittelbare Messverbindung zwischen dem Tastkopf oder dem Tastelement und einer werkstückbezogenen Basis.The measuring device according to the invention has Probe element that is set up to probe a workpiece surface. With the The probe element is a position measuring device that cannot be moved with the probe element, e.g. a laser triangulator in relation. The position measuring device is stored at rest, for example, and measures when the workpiece is touched is, the position of the probe and / or a probe in Space and possibly its location and or its deformation directly. A Addition of several measured values, which then form the position in a chain of the object (probe or probe) and the resulting one Error addition is avoided. There is an immediate measurement connection between the probe or probe and a workpiece-related Base.

Es wird dadurch überflüssig, zunächst die Position irgendeines Zwischenglieds einer Antriebseinrichtung zu bestimmen oder bspw. an jeder Achse einer Führungseinrichtung eine Positionsmesseinrichtung vorzusehen. Ungenauigkeiten der Führung spielen für die Messung keine Rolle.This makes the position of any one superfluous To determine intermediate link of a drive device or, for example. on each axis of a guide device to provide a position measuring device. Play inaccuracies in leadership for the Measurement doesn't matter.

Außer der Position des Tasters wird zusätzlich bestimmt, an welcher Stelle seiner Oberfläche er das Werkstück berührt. Somit werden die Koordinaten des Berührpunkts bestimmt. Dazu bestimmt eine Richtungs-Messeinrichtung die Richtung der Antastkraft. Die Richtungs-Messeinrichtung kann eine separate Messeinrichtung (z.B. in Form eines den Taststift haltenden Messkopfs) oder als Bestandteil der Positions-Messeinrichtung ausgebildet sein. Die Antastkraft folgt aus der Richtung der Auslenkung des nachgiebig gelagerten Tastkörpers. Der Tastpunkt wird somit durch zwei Messungen, nämlich durch die Messung der Position des Tastkörpers und durch die Messung der Tastrichtung bestimmt. Ist der Tastkörper eine Kugel, führt die Messung der Kugelposition auf die Bestimmung der Position des Kugelmittelpunkts. Die Messung der Tastrichtung erfolgt über die Bestimmung der Auslenkung des Taststifts mit dem Tastkörper gegen seine Führungseinrichtung. Diese kann eine maschinelle Führungseinrichtung oder eine geeignete Handhabe, beispielsweise ein Handgriff sein.Except for the position of the button will be additional determines at which point of its surface it touches the workpiece. Consequently become the coordinates of the touch point certainly. For this purpose, a direction measuring device determines the direction the probing force. The direction measuring device can be a separate one Measuring device (e.g. in the form of a measuring head holding the stylus) or be formed as part of the position measuring device. The contact force follows from the direction of the deflection of the flexible stored probe body. The tactile point is thus determined by two measurements, namely by measuring the Position of the probe and determined by the measurement of the tactile direction. Is the probe body one Ball, leads the measurement of the ball position on the determination of the position of the Sphere center. The tactile direction is measured via the Determination of the deflection of the stylus against the probe body his leadership facility. This can be a mechanical guiding device or a suitable handle, for example a handle.

Das Tastelement oder der Tastkopf kann bedarfsweise auch von Hand geführt werden. Die nicht mit bewegte Positionsmesseinrichtung findet die Bezugsbasis jeweils anhand ihres eigenen Aufstellorts. Dem Tastelement ist eine Einrichtung zur Einstellung einer relativ eng tolerierten Tastkraft zugeordnet. Diese Einrichtung kann z.B. durch ein Federelement oder einen Federmechanismus gebildet sein, der zwischen einer Handhabe und dem Tastkörper wirkt. Alternativ kann die Gewichtskraft des Tastkörpers oder von mit diesem verbundenen Teilen als Tastkraft erzeugendes Mittel und insoweit als Krafterzeugungseinrichtung dienen. Z.B. kann als Tastelement im einfachsten Falle eine Kugel dienen, die auf die Werkstückoberfläche aufgelegt wird und auf dieser entlang rollt. Die Positions-Messeinrichtung kann durch die Verfolgung ihrer Bahn eine Oberflächenlinie des Werkstücks präzise erfassen. Die Tastkraft ist dabei in allen Bahnpunkten im Wesentlichen gleich.The probe or probe can also be done by hand if necessary. That didn't move The position measuring device finds the reference base in each case on the basis of its own installation site. The touch element is a device for setting assigned a relatively narrowly tolerated tactile force. This facility can e.g. formed by a spring element or a spring mechanism be that acts between a handle and the probe. Alternatively, you can the weight of the probe or of parts connected to it as a tactile force Means and serve as a power generation device. For example, can serve as a touch element in the simplest case, a ball on placed the workpiece surface and rolls along it. The position measuring device can be tracked a surface line on their path of the workpiece precise to capture. The tactile force is essentially the same at all path points.

Es wird für manche Fälle als zweckmäßig angesehen, das Tastelement mittels einer (maschinellen) Positioniereinrichtung im Raum zu führen. Damit lassen sich Werkstückoberflächen dann automatisch vermessen.It is considered useful in some cases the probe element by means of a (mechanical) positioning device to lead in space. This enables workpiece surfaces to be machined measured automatically.

Der Taster weist einen Taststift auf, der an einem Träger z.B. nachgiebig gelagert ist, um beim Heranführen des Tastkörpers an die Werkstückoberfläche eine definierte Antastkraft erzeugen zu können. Der Tastkörper bewegt sich somit gegen den Träger, wenn der Träger zu dem Werkstück bewegt wird. Es kann zwischen dem Träger und dem Tastkör per als Richtungs-Messeinrichtung eine Schalteinrichtung oder eine sonstige Sensoreinrichtung vorgesehen sein, die zur Steuerung der Bewegung des Trägers herangezogen werden kann, um bspw. beim Heranführen an das Werkstück eine gewünschte Tastkraft zu erzeugen. Ist eine gewünschte Relativauslenkung des Tastkörpers zu dem Träger erreicht, kann die Bewegung des Trägers gestoppt werden. Aus der Bestimmung der Richtung der Auslenkung wird auf die Lage des Tastpunkts auf der Tastkörperoberfläche geschlossen. Die Sensoreinrichtung kann durch lineare Wegmessgeber, Winkelgeber, elektrische oder optische Sensoren, interferenzoptische Einrichtungen o.ä. gebildet sein.The button has a stylus on that on a carrier e.g. is resiliently mounted to when approaching the probe body the workpiece surface a to be able to generate defined contact force. The probe moves thus against the wearer, if the carrier to the workpiece is moved. It can be between the carrier and the Tastkör by Direction measuring device, a switching device or another Sensor device can be provided to control the movement of the carrier can be used, for example, when approaching the workpiece desired Generate tactile force. Is a desired relative displacement of the feeler to the carrier reached, the movement of the wearer can be stopped. From the Determining the direction of the deflection is based on the location of the touch point closed on the probe surface. The sensor device can be linear, angle, electrical or optical sensors, interference optical devices or similar educated his.

Zusätzlich oder alternativ können zwischen dem Tastelement und dem Träger anstelle einer oder mehrerer Federmittel auch sonstige gesteuerte Kraftgeneratoren wie bspw. Magneteinrichtungen vorgesehen sein.Additionally or alternatively, you can choose between the sensing element and the carrier other controlled ones instead of one or more spring means Power generators such as magnetic devices can be provided.

Die Positions-Messeinrichtung kann, wie erwähnt, dazu herangezogen werden, die Position eines Messkopfs zu bestimmen, wobei die Auslenkung des Tastkörpers dann von dem Messkopf bestimmt wird. Die Position des Tastpunkts ist aus der Position des Messkopfs und der Tastkörperauslenkung zu bestimmen. Die direkte Messung der Position des Messkopfs durch eine nicht mit bewegte Positions-Messeinrichtung gestattet die Ausschaltung von Mess- und Führungsfehlern bei der Positionierung des Messkopfs und die Verwendung, bspw. eines herkömmlichen Industrieroboters oder einer anderweitigen Positioniereinrichtung zur Führung des Messkopfs im Raum. Die den Messkopf führende Einrichtung bedarf keiner genauen Sensorik.The position measuring device can as mentioned, be used to determine the position of a measuring head, the deflection of the probe body is then determined by the measuring head. The position of the touch point is to be determined from the position of the measuring head and the probe deflection. The direct measurement of the position of the measuring head by a not with moving position measuring device allows switching off of measurement and management errors in the positioning of the measuring head and the use, for example usual Industrial robot or other positioning device for guidance of the measuring head in the room. The device guiding the measuring head does not need any exact sensors.

Der Vorteil der Kombination eines herkömmlichen Tastkopfmesssystems mit der ortsfesten Positionsmesseinrichtung besteht nicht nur in der Verwendung einfacher Positioniereinrichtungen für den Tastkopf, sondern darüber hinaus ggfs. in einer Reduktion der Freiheitsgrade des Tastelements und somit in einer Vereinfachung der Positionsmesseinrichtung. Diese muss dann lediglich für die Bewegungsfreiheitsgrade des Tastelements ausgelegt sein. Wenn die Führung des Tastelements einzelne Bewegungsfreiheitsgrade, wie z.B. Schwenkbewegungen, nicht zulässt, können in den zugeordneten Raum- oder Schwenkrichtungen auch keine Bewegungen stattfinden, so dass sich die Positionsmesseinrichtung auf die übrigen Freiheitsgrade beschränken kann.The advantage of combining a conventional probe measuring system with the fixed position measuring device is not only the use of simple positioning devices for the probe, but also a reduction in the degree of freedom of the probe element and thus a simplification of the position measuring device. This then only needs for the degrees of freedom of movement of the key elements. If the guidance of the probe element does not permit individual degrees of freedom of movement, such as, for example, pivoting movements, no movements can take place in the assigned spatial or pivoting directions, so that the position measuring device can be limited to the other degrees of freedom.

Das unmittelbare Zusammenwirken der Positionsmesseinrichtung mit dem Tastelement oder dem Tastkopf gestattet demgegenüber eine unmittelbare Bestimmung der Koordinaten der angetasteten Messpunkte. Es können sich jedoch bei direkter Führung des Tastelements von Hand und direkter Messung der Tastkörperposition Mehrdeutigkeiten ergeben, wenn die Tastrichtung nicht bekannt ist. wird als Tastkörper bspw. eine Kugel verwendet, ist bei Handführung nicht ohne Weiteres bekannt, an welchem Punkt ihrer Oberfläche sie das Werkstück berührt. Mit Sicherheit bestimmbar ist jedoch in diesem Fall der Mittelpunkt des kugelförmigen Tastkörpers. (Ist der Tastkörper eine Tastspitze, ist die Messung ohne Weiteres eindeutig.) Es sind mehrere Möglichkeiten vorhanden, die Tastrichtung und somit den Tastpunkt zu bestimmen: Bei einer ersten Ausführungsform wird die Tastrichtung, wie oben beschrieben, durch eine Auslenkung des Tastkörpers gegen seine Handhabe bestimmt. Dies ist mit einer Kombination zwischen Messkopf und Positionsmesseinrichtung erreichbar. Es lässt sich die Tastrichtung, d.h. die Lage des Antastpunkts auf dem kugelförmigen Tastkörper sowohl bei der Ausführungsform mit direkter Positionsbestimmung des Tastelements, als auch bei der Ausführungsform mit direkter Positionsbestimmung des Messkopfs aus den vom Messkopf gelieferten Signalen bestimmen. Damit ist die Messung eindeutig.The direct interaction of the Position measuring device with the probe element or the probe head allowed In contrast, an immediate determination of the coordinates of the probed measuring points. It can but with direct leadership the probe element by hand and direct measurement of the probe body position Ambiguities arise if the direction of the key is not known. is used as a probe using a ball is not readily known in manual control, at what point of their surface the workpiece touched. In this case, however, the center can certainly be determined of the spherical Feeler. (Is the probe one probe tip, the measurement is immediately clear.) There are several possibilities available to determine the direction of touch and thus the touch point: In a first embodiment the scanning direction, as described above, by a deflection of the probe body determined against his hand. This is with a combination between Measuring head and position measuring device accessible. It can be the tactile direction, i.e. the location of the probing point on the spherical probe body both in the embodiment with direct position determination of the probe element, as well as at the embodiment with direct position determination of the measuring head from that of the measuring head determine delivered signals. This makes the measurement clear.

Bei einer anderen Ausführungsform werden z.B. mittels eines starren Tastelements mehrere Tastpunkte angetastet und die Tastkugelmittelpunkte gespeichert. Die tatsächlichen Tastpunktkoordinaten ergeben sich dann auf einer Fläche, die im Abstand des Radius der Tastkugel parallel zu der von den Tastkugelmittelpunkten festgelegten gedachten Fläche zu finden ist.In another embodiment e.g. by means of a rigid probe element several probe points probed and the probe center points saved. The actual Touch point coordinates then result on a surface that at a distance from the radius of the probe ball parallel to that defined by the probe ball centers imaginary area can be found.

Bei der Kombination von einem Messkopf als Richtungs-Messeinrichtung mit einer Positions-Messeinrichtung lässt sich die Tastrichtung, d.h. die Lage des Antastpunkts auf dem kugelförmigen Tastkörper sowohl bei der Ausführungsform mit direkter Positionsbestimmung des Tastkörpers, als auch bei der Ausführungsform mit direkter Positionsbestimmung des Messkopfs aus den vom Messkopf gelieferten Signalen bestimmen. Damit ist die Messung eindeutig.When combining one measuring head as a direction measuring device With a position measuring device, the scanning direction, i.e. the location of the probing point on the spherical probe body at both the embodiment with direct determination of the position of the probe body, as well as in the embodiment with direct determination of the position of the measuring head from that of the measuring head determine delivered signals. This makes the measurement clear.

Als Richtungs-Messeinrichtung kann an Stelle des Messkopfs auch eine berührungslose Messeinrichtung verwendet werden, die beispielsweise Teil der Positions-Messeinrichtung ist. Dazu wird der Tastkörper (Tastkugel) z.B. selbst als Messkörper in eine Triangulationsmessung einbezogen. Alternativ können ein oder mehrere mit dem Tastkörper starr verbundene Messkörper vorgesehen werden, deren Position stellvertretend für die Position des Tastkörpers im Rahmen einer Triangulationsmessung bestimmt wird. An der Führungseinrichtung, die beispielsweise eine maschinelle mechanische Führungseinrichtung oder auch eine Handführungseinrichtung, z.B. eine geeignete Handhabe (Griff) sein kann, ist der Tastkörper nachgiebig gelagert. Ein zweiter Messkörper oder eine Gruppe solcher Messkörper sind an der Führungseinrichtung starr gelagert. Beim Antasten eines Messpunkts wird der Tastkörper gegen seine Führungseinrichtung (Handhabe) ausgelenkt. Die Triangulationsmessung der mit der Handhabe oder sonstigen Führungseinrichtung verbundenen Messkörper und die Triangulationsmessung der mit dem Tastkörper verbundenen Messkörper oder des Tastkörpers selbst, ergibt als Differenz den Abstand bzw. die Abstandsveränderung zwischen den Führungsmesskörpern und Tastkörpermesskörpern. Daraus lässt sich die Auslenkung und die Auslenkungsrichtung des Tastkörpers und somit die Tastrichtung bestimmen. Mit einer starren Tastkörper-Messkörper-Einheit lassen sich ebenfalls Messpunkte nacheinander aufnehmen, wenn, wie beschrieben, zunächst die Tastkugelmittelpunkte und aus diesen dann die um den Kugelradius parallel versetzten Werkstückoberflächenpunkte bestimmt werden.Can be used as a direction measuring device instead of the measuring head also a non-contact measuring device are used, for example, part of the position measuring device is. For this, the probe body (probe ball) e.g. even as a measuring body included in a triangulation measurement. Alternatively, a or more rigid with the probe body connected measuring body be provided, the position of which is representative of the position of the probe body is determined in the context of a triangulation measurement. At the management facility, which, for example, is a mechanical mechanical guide device or also a manual guidance device, e.g. a suitable handle (handle), the probe body is flexible stored. A second measuring body or a group of such measuring bodies are at the management facility rigidly stored. When probing a measuring point, the probe body is turned against his leadership facility (Handle) deflected. The triangulation measurement with the handle or other management facility connected measuring body and the triangulation measurement of the measuring bodies connected to the probe body or of the probe body itself, gives the difference or the change in distance as a difference between the guide gauges and Tastkörpermesskörpern. from that let yourself the deflection and the direction of deflection of the probe body and thus determine the tactile direction. With a rigid probe-measuring unit measurement points can also be recorded one after the other if, how described, first the probe center points and from these then around the sphere radius workpiece surface points offset in parallel be determined.

Auf diese Weise kann ein Koordinatenmessgerät geschaffen werden, bei dem der Tastkörper maschinell oder von Hand geführt wird und einzelne Messpunkte des zu messenden Gegenstands angetastet werden. Die Absolutlage des Tastpunkts wird berührungslos durch Triangulation bestimmt, indem zunächst die Position des Tastkörpers und dann dessen Tastrichtung aus der Verformung des Tasters bestimmt werden. Das Grundprinzip besteht darin, dass zwischen der Führung (Handgriff) und dem Tastkörper ein Federelement angeordnet ist und dass sowohl die Führung als auch der Tastkörper ein oder mehrere Reflektionskörper aufweist, deren Absolut- und Relativposition durch Lasertriangulationsmessung bestimmt wird.In this way, a coordinate measuring machine can be created where the probe body mechanically or manually is touched and individual measuring points of the object to be measured become. The absolute position of the touch point is made contactless by triangulation determined by first the position of the probe and then determines the direction of the key from the deformation of the key become. The basic principle is that between the guide (handle) and the probe body a spring element is arranged and that both the guide as also the probe one or more reflecting bodies has whose absolute and relative position by laser triangulation measurement is determined.

Mit der Erfindung ist zugleich ein Verfahren zur Maßverkörperung in Maschinen mit beliebigen Maschinenkoordinaten und einem Bezugskoordinatensystem geschaffen. Mit dem Verfahren können alle Raumpunkte in einem Mess-, Bewegungs- oder Arbeitsvolumen messtechnisch erfasst werden.With the invention is at the same time Measuring process in machines with any machine coordinates and a reference coordinate system created. With the procedure you can all spatial points in a measurement, movement or work volume be recorded.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und entsprechend der erfindungsgemäßen Messeinrichtung wird die räumliche Lage eines Körpers, bspw. eines Taststifts oder Tastkörpers bezogen auf ein Basiskoordinatensystem durch sechs Parameter beschrieben. Diese Parameter können Kombinationen aus Längen und Winkeln sein.In the method according to the invention and according to the measuring device according to the invention spatial Position of a body, For example, a stylus or stylus based on a base coordinate system described by six parameters. These parameters can be combinations from lengths and angles.

Ein Grundprinzip der Erfindung ist die Trennung der Messeinrichtung in eine Antriebseinrichtung zur Bewegung eines Tastkörpers und eine Messeinrichtung. Die Trennung ist konsequent vollzogen. Die Messung erfolgt als Positionsmessung unabhängig von der Antriebseinrichtung, so dass deren Präzision keine Rolle spielt.A basic principle of the invention is the separation of the measuring device into a drive device for moving a probe body and a measuring device. The separation has been carried out consistently. The measurement is carried out as a position measurement independent of the drive device, so that its precision is irrelevant.

Die Antriebsmaschine kann aus beliebig vielen Achsen bestehen. Die Art des Koordinatensystems spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Die Führungsgenauigkeit der Antriebseinrichtung darf in weiten Bereichen von der Geraden abweichen. 90°-Winkel von Antriebsachsen zueinander brauchen nicht eingehalten zu werden.The prime mover can be made from any many axes exist. The type of coordinate system plays a role here a subordinate role. The leadership accuracy the drive device may be in wide areas from the straight line differ. 90 ° angle drive axes need not be kept to each other.

Bei der Messeinrichtung wird erfindungsgemäß vollständig auf ein Bezugliniensystem verzichtet, wie es ansonsten in Form von Maßverkörperungen durch abgetastete Bezugslineale oder Maßstäbe vorhanden ist. Bei dem erfindungsgemäßen System genügen sechs Messsysteme zur eindeutigen Bestimmung der Lage des Tastkörpers im Raum. Damit lassen sich alle sechs Freiheitsgrade des Tastkörpers bestimmen.According to the invention, the measuring device is completely open a reference line system is dispensed with, as is otherwise the case in the form of material measures by means of scanned reference rulers or scales. In the system according to the invention suffice six measuring systems for clearly determining the position of the probe in the Room. All six degrees of freedom of the probe body can thus be determined.

Bei dem erfindungsgemäßen Messsystem werden alle Zwischenbewegungen einzelner Achsen der Positioniereinrichtung komplett durch maximal sechs Messsysteme erfasst. Es entfallen dadurch alle Unsicherheiten, die durch gestapelte Systeme (mit in einer Kette hintereinander geschalteten Messsystemen) unvermeidbar sind.In the measuring system according to the invention are all intermediate movements of individual axes of the positioning device completely recorded by a maximum of six measuring systems. This eliminates it all uncertainties caused by stacked systems (with in one Chain measuring systems connected in series) are unavoidable.

Die Messeinrichtung besteht aus zwei Teilen. Ein Teil ist der Messkörper oder Sender (Positionsindikator). Ein zweiter Teil, der Sensor, befindet sich auf der Messbasis. Von diesem Sensor wird die Raumlage des Messkörpers (Sender) gemessen. An dem gleichen Teil, an dem der Messkörper angebracht ist, befindet sich das Tastsystem. Damit ist der Messkreis über Taster, Werkstück und Basis geschlossen.The measuring device consists of two Divide. One part is the measuring body or transmitter (position indicator). A second part, the sensor, is on the measurement base. The spatial position of the measuring body (Transmitter) measured. On the same part where the measuring body is attached is the touch probe. The measuring circuit is now workpiece and base closed.

Bei dem erfindungsgemäßen System wird das Bezugskoordinatensystem durch sechs Punkte gebildet. Entsprechend gering ist die Anzahl der erforderlichen Sensoren. Es werden alle Freiheitsgrade durch Längenmessung bestimmt. Es sind weder Bezugslinien oder -Lineale noch hintereinander angeordnete (gestapelte) Sensoren erforderlich.In the system according to the invention the reference coordinate system is formed by six points. Corresponding the number of sensors required is small. Everyone will Degrees of freedom through length measurement certainly. They are neither reference lines or lines, nor in a row Arranged (stacked) sensors required.

Des weiteren erfolgt eine optimale messtechnische Trennung von Positioniereinrichtung und Messeinrichtung.Furthermore, there is an optimal one metrological separation of positioning device and measuring device.

Im Gegensatz zu gestapelten Systemen wird bei dem erfindungsgemäßen System das Bezugssystem keiner Beschleunigung ausgesetzt. Damit ist die Erfassung der Raumlage mit hoher Frequenz möglich.In contrast to stacked systems is in the system according to the invention the reference system is not subjected to any acceleration. So that's it Detection of the location with high frequency possible.

Zu der Positions-Messeinrichtung gehören ein oder mehrere Abstandsmesseinrichtungen, die die Entfernung zwischen der Positions-Messeinrichtung und entsprechenden, mit dem Tastelement oder dem Messkopf verbundenen Elementen messen. Als Abstandsmesseinrichtung können Lasermesseinrichtungen, Mikrowellenmesseinrichtungen, Ultraschallmesseinrichtungen und ähnliches dienen. Zur Bestimmung der Position eines solchen Elements genügen bspw. drei Abstandsmessungen zu drei unterschiedlichen Referenzpunkten der Positions-Messeinrichtung. Aus den drei Abstandsmessungen lassen sich die Raumkoordinaten des betreffenden Elements bestimmen. Ist der Taster oder Träger mit drei solchen Elementen verbunden, lässt sich die Lage des Tastkörpers im Raum vollständig bestimmen, d.h. alle sechs Bewegungsfreiheitsgrade (X, Y, Z sowie Drehung um X-, Y- und Z-Achse) bestimmen. Sind weniger Freiheitsgrade vorhanden, genügen weniger Elemente.To the position measuring device belong one or more distance measuring devices that measure the distance between the position measuring device and corresponding, with the probe element or measure elements connected to the measuring head. As a distance measuring device can Laser measuring devices, microwave measuring devices, ultrasonic measuring devices and similar serve. To determine the position of such an element, for example, three distance measurements to three different reference points of the Location measuring equipment. Leave out of the three distance measurements determine the spatial coordinates of the element in question. is the button or carrier connected with three such elements, the position of the probe body in the Space completely determine, i.e. all six degrees of freedom (X, Y, Z and Rotation around X, Y and Z-axis). If there are fewer degrees of freedom, fewer elements are sufficient.

Die Elemente zeigen die Positionen des Tastkörpers an und können deshalb als Positionsindikatoren angesehen werden. Die Positionsindikatoren können sowohl aktiv als auch passiv sein, d.h. als Sender oder Empfänger (aktiv) ausgebildet oder lediglich als Reflektoren (passiv) ausgebildet sein und empfangene Strahlung wieder aussenden. Letzteres vereinfacht die Anordnung erheblich. Die Positions-Messeinrichtung ist dann so ausgebildet, dass sie gleichzeitig oder zeitlich versetzt mehrere Strahlen zu den Positions indikatoren der Messeinrichtung schickt und die reflektierten Strahlen auswertet.The elements show the positions of the probe body on and can are therefore regarded as position indicators. The position indicators can be both active and passive, i.e. as sender or receiver (active) trained or only designed as reflectors (passive) be and emit received radiation again. The latter simplified the arrangement significantly. The position measuring device is then trained so that they have several or at the same time Sends rays to the position indicators of the measuring device and evaluates the reflected rays.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gehören zu der Positions-Messeinrichtung mehrere Sender und Empfänger, die aus unterschiedlichen Raumrichtungen gleichzeitig oder zeitlich versetzt Strahlung zu den Positionsindikatoren schicken, so dass eine Abschattung einzelner Positionsindikatoren durch das Werkstück oder eine Führungseinrichtung bzw. einen Messkopf unmöglich oder unwahrscheinlich wird.In an advantageous embodiment belong to the position measuring device several transmitters and receivers from different spatial directions simultaneously or temporally staggered send radiation to the position indicators so that shading of individual position indicators by the workpiece or a management facility or a measuring head impossible or becomes unlikely.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung und/oder von Unteransprüchen.More details more advantageous embodiments The invention is the subject of the drawing, the description and / or of subclaims.

In der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing are an exemplary embodiment of the invention. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung in schematisierter Gesamtansicht, 1 a measuring device according to the invention in a schematic overall view,

2 eine schematische Darstellung der Messstrecken zur Erfassung der Position eines Tastkörpers oder eines anderweitigen Elements, 2 1 shows a schematic representation of the measuring sections for detecting the position of a probe or another element,

3 eine Messeinrichtung mit Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Position eines Tastkopfs, in schematisierter Darstellung, 3 a measuring device with position measuring device for determining the position of a probe, in a schematic representation,

4 eine Messeinrichtung mit geführtem Messkopf und Messkörper, der mit einer Positionsmesseinrichtung zusammenwirkt, in schematisierter perspektivischer Darstellung, 4 a measuring device with guided measuring head and measuring body, which cooperates with a position measuring device, in a schematic perspective illustration,

5 eine Messeinrichtung mit handgeführtem Messkopf und Messkörper, der mit einer Positionsmesseinrichtung zusammenwirkt, in schematisierter perspektivischer Darstellung, 5 a measuring device with hand-held measuring head and measuring body with a position measuring device interacts, in a schematic perspective view,

6 ein handgeführter Messkopf in perspektivischer, teilweise aufgeschnittener Darstellung, 6 a hand-held measuring head in a perspective, partially cut-open representation,

7 eine schematische Veranschaulichung zur Erläuterung der Bestimmung des Tastpunkts aus der Position des Tastkörpers und seiner Auslenkrichtung und 7 a schematic illustration for explaining the determination of the touch point from the position of the probe body and its direction of deflection and

8 eine abgewandelte Ausführungsform eines Hand geführten Tasters. 8th a modified embodiment of a hand-held button.

In 1 ist eine Messeinrichtung 1 veranschaulicht, die zum Vermessen eines geeignet gelagerten Werkstücks 2 dient. Das Werkstück 2 ist auf einem Tisch 3 vorzugsweise ruhend gelagert. Allerdings kann bedarfsweise anstelle des festen, ruhenden Tischs 3 auch ein definiert bewegter Tisch, z.B. ein Drehtisch oder dergleichen vorhanden sein. Das Werkstück 2 ist mittels der Messeinrichtung 1 punktweise zu vermessen. Zur Antastung seiner Messpunkte dient ein Taster 4, der einen Taststift 5 aufweist. Zu dem Taster 4 gehört bei dieser Ausführungsform ein Messkopf 6. Der Taststift 5 ist an dem Messkopf 6 in wenigstens einer Richtung, jedoch vorzugsweise in mehreren Richtungen (X, Y, Z), beweglich gelagert. Der Messkopf 6 bildet eine Richtungs-Messeinrichtung. Nicht weiter veranschaulichte Federmittel spannen den Taststift 5 auf eine Ruhelage hin, aus der er durch in X-, Y- oder Z-Richtung wirkende Kräfte ausgelenkt werden kann. Zur Erfassung der Auslenkung ist in dem Messkopf 6 ein nicht weiter veranschaulichtes elektrisches oder optisches Messsystem vorgesehen, das auslenkungsproportionale Signale erzeugt. Wegen des Aufbaus des Messkopfes 6 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.In 1 is a measuring device 1 illustrates that for measuring a suitably mounted workpiece 2 serves. The workpiece 2 is on a table 3 preferably stored at rest. However, if necessary, instead of the fixed, resting table 3 a defined moving table, for example a turntable or the like, may also be present. The workpiece 2 is by means of the measuring device 1 to be measured point by point. A button is used to probe its measuring points 4 holding a stylus 5 having. To the button 4 belongs to a measuring head in this embodiment 6 , The stylus 5 is on the measuring head 6 movably mounted in at least one direction, but preferably in several directions (X, Y, Z). The measuring head 6 forms a direction measuring device. Spring means not shown further tension the stylus 5 towards a rest position from which it can be deflected by forces acting in the X, Y or Z direction. To detect the deflection is in the measuring head 6 an electrical or optical measuring system, not further illustrated, is provided, which generates deflection-proportional signals. Because of the construction of the measuring head 6 reference is made to the prior art cited at the beginning.

Der Taststift 5 trägt an einem Ende einen Tastkörper 7, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Tastkugel (oder einen anderweitigen Tastkörper). In einigem Abstand zu dem Tastkörper 7 ist der Taststift 5 außerdem mit wenigstens einem, vorzugsweise mehreren Positionsindikatoren versehen. Diese werden durch drei im Abstand zueinander gehaltene Kugeln 8, 9, 10 gebildet, die als Reflektoren zur Positionsbestimmung des Tastkörpers 7 dienen. Die Kugeln 8, 9, 10 gehören zu einer Messeinrichtung 12, zu der außerdem wenigstens ein mit dem Messkopf 6 nicht mitbewegtes Triangulations-Messgerät 14 gehört. Das Triangulations-Messgerät 14 dient der Positionsbestimmung des Tastkörpers 7 und bildet somit eine Positions-Messeinrichtung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Triangulations-Messgerät 14 ruhend angeordnet. Der Messkopf 6 und das Triangulations-Messgerät 14 bilden gemeinsam die Messeinrichtung 12.The stylus 5 carries a probe at one end 7 , In the present exemplary embodiment, a probe ball (or another probe body). At a distance from the probe body 7 the stylus 5 is also provided with at least one, preferably a plurality of position indicators. These are defined by three balls spaced apart 8th . 9 . 10 formed as reflectors for determining the position of the probe 7 serve. The balls 8th . 9 . 10 belong to a measuring device 12 , to which at least one with the measuring head 6 triangulation measuring device that is not moving 14 heard. The triangulation measuring device 14 is used to determine the position of the probe 7 and thus forms a position measuring device. In the present exemplary embodiment, the triangulation measuring device is 14 arranged at rest. The measuring head 6 and the triangulation measuring device 14 together form the measuring device 12 ,

Der Messkopf 6 und sein Taststift 5 werden durch eine Positioniereinrichtung 15 im Raum geführt, die den Messkopf 6 und somit den Tastkörper 7 so bewegt, dass der Tastkörper 7 die Werkstückoberfläche punktweise abtastet. Die Positioniereinrichtung 15 gestattet, wie in 1 durch Pfeile angedeutet ist, eine räumliche Bewegung des Messkopfs 6.The measuring head 6 and his stylus 5 are guided through a positioning device 15 in space, which the measuring head 6 and thus the probe body 7 so moved that the probe body 7 scans the workpiece surface point by point. The positioning device 15 allowed, as in 1 is indicated by arrows, a spatial movement of the measuring head 6 ,

Zu dem Triangulations-Messgerät 14 und dem Messkopf 4 bzw. seinen Messsystemen, gehört eine Auswerteeinheit 16, die aus den gemessenen Abstandswerten und den an dem Messkopf 6 gemessenen Auslenkungen des Taststifts 5 die Koordinaten des Tastpunkts T der Werkstückoberfläche bestimmt.To the triangulation measuring device 14 and the measuring head 4 or its measuring systems, an evaluation unit belongs 16 , from the measured distance values and those on the measuring head 6 measured deflections of the stylus 5 determines the coordinates of the touch point T of the workpiece surface.

Das Triangulations-Messgerät 14 weist wenigstens einen Sender 17 und mehrere, bspw. drei Empfänger E1, E2, E3 auf. Der Sender 17 sendet eine von den Kugeln 8, 9, 10 oder anderweitigen Positionsindikatoren zu reflektierende Strahlung aus. Die reflektierte Strahlung wird von Empfängern E1, E2, E3 aufgenommen. Aus den Laufzeiten und entstehenden Phasenverschiebungen können die Positionen der Kugeln 8, 9, 10 oder entsprechender anderer Reflektoren bestimmt werden.The triangulation measuring device 14 has at least one transmitter 17 and several, for example three receivers E1, E2, E3. The transmitter 17 sends one of the bullets 8th . 9 . 10 or other position indicators to reflect radiation. The reflected radiation is received by receivers E1, E2, E3. The positions of the balls can be determined from the transit times and the resulting phase shifts 8th . 9 . 10 or corresponding other reflectors can be determined.

Dazu wird auf 2 verwiesen, in der die Empfänger E1, E2, E3 und die Kugeln 8, 9, 10 schematisch veranschaulicht sind. Die Kugeln 8, 9, 10 reflektieren Strahlung zu den Empfängern E1, E2, E3 und sind deshalb aus deren Sicht Sender. Entsprechend sind sie mit S1, S2, S3 bezeichnet. Die jeweiligen Abstände sind mit S11 bis S33 durchnummeriert. Aus den gemessenen Abständen lassen sich die Koordinaten jedes Senders S1, S2, S3 und somit jeder Kugel 8, 9, 10 in einem kartesischen Koordinatensystem bestimmen. Dazu werden die folgenden, die Abstände zwischen den Sendern und den Empfängern bestimmenden Gleichungen jeweils für jeden Sender S1, S2, S3, d.h. für jede Kugel 8, 9, 10 nach X, Y und Z aufgelöst:

Nach dem gleichen Schema können die Abstände S14, S15, S16 zu weiteren Empfängern E4, E5, E6 bestimmt werden, die an anderer Stelle als die Empfänger E1, E2, E3 angeordnet sind. Die Empfänger E4, E5, E6 können damit die Position der Sender S1, S2, S3 auch dann bestimmen, wenn eine Verbindung zu den Empfängern E1, E2, E3 abgeschattet ist.This is done on 2 referenced in the receivers E1, E2, E3 and the balls 8th . 9 . 10 are illustrated schematically. The balls 8th . 9 . 10 reflect radiation to the receivers E1, E2, E3 and are therefore, from their point of view, transmitters. Accordingly, they are designated S1, S2, S3. The respective distances are numbered S11 to S33. The coordinates of each transmitter S1, S2, S3 and thus each sphere can be determined from the measured distances 8th . 9 . 10 determine in a Cartesian coordinate system. For this purpose, the following equations, which determine the distances between the transmitters and the receivers, are in each case for each transmitter S1, S2, S3, ie for each sphere 8th . 9 . 10 resolved according to X, Y and Z:

The distances S14, S15, S16 to further receivers E4, E5, E6, which are arranged at a different location than the receivers E1, E2, E3, can be determined according to the same scheme. The receivers E4, E5, E6 can thus determine the position of the transmitters S1, S2, S3 even if a connection to the receivers E1, E2, E3 is shadowed.

Sind die Koordinaten aller drei Sender S1, S2, S3 (Kugeln 8, 9, 10) bestimmt, ist somit auch die Position des Tastkörpers 6 genau bestimmt. Ist der Tastkörper 6 eine Kugel, ist somit deren Mittelpunkt bestimmt. Der Kugelradius oder der Tastkörperdurchmesser ist der Auswerteeinheit 16 ebenfalls bekannt. Die Auswerteeinheit 16 erhält nun die Positionsdaten von dem Abstandsmessgerät 14.Are the coordinates of all three transmitters S1, S2, S3 (spheres 8th . 9 . 10 ) is determined, so is the position of the probe 6 exactly determined. Is the probe body 6 a sphere, its center is thus determined. The ball radius or the probe body diameter is the evaluation unit 16 also known. The evaluation unit 16 now receives the position data from the distance measuring device 14 ,

Zur Bestimmung der Koordinaten des Tastpunkts T ist zusätzlich noch die Kenntnis erforderlich, mit welcher Stelle ihre Oberfläche die Tastkugel das Werkstück 2 berührt. Um dies zu ermitteln, erhält die Auswerteeinheit 16 die Messwerte von dem Messkopf 6. Aus den Messwerten des Messkopfs 6 bestimmt die Auswerteeinheit 16 die Auslenkrichtung und somit die Raumrichtung, in der der Radius der Tastkugel zu den Koordinaten ihres Mittelpunkts addiert werden muss, um die Koordinaten des Tastpunkts zu finden.To determine the coordinates of the touch point T, it is also necessary to know the location of the surface of the touch ball on the workpiece 2 touched. To determine this, the evaluation unit receives 16 the measured values from the measuring head 6 , From the measurement values of the measuring head 6 determines the evaluation unit 16 the direction of deflection and thus the spatial direction in which the radius of the probe ball must be added to the coordinates of its center in order to find the coordinates of the probe point.

Die insoweit beschriebene Messeinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Zur Vermessung des Werkstücks 2 führt die Positioniereinrichtung 15 den Messkopf 6 jeweils so an das Werkstück 2 heran, dass der Tastkörper 7 den gewünschten Oberflächenpunkt des Werkstücks 2 antastet. Sobald sich der Taststift 5 gegen den Messkopf 6 zu bewegen beginnt, überprüft eine nicht weiter veranschaulichte Steuereinrichtung die Bewegung des Messkopfs 6 und stoppt die Positioniereinrichtung 15 sobald eine gewünschte Auslenkung erreicht ist. In dem Messkopf 6 vorhandene Federmittel erzeugen bei einer vorgegebenen Auslenkung eine vorgegebene Kraft, die dann als Antastkraft den Tastkörper 7 gegen das Werkstück 2 drückt. Alternativ kann der Messkopf 6 mit Kraftsensoren versehen sein und die Tastbewegung stoppen, wenn die Tast-Soll-Kraft erreicht ist.The measuring device described so far 1 works as follows:
For measuring the workpiece 2 guides the positioning device 15 the measuring head 6 so each on the workpiece 2 approach that probe body 7 the desired surface point of the workpiece 2 touches. As soon as the stylus 5 against the measuring head 6 begins to move, a control device, not shown, checks the movement of the measuring head 6 and stops the positioning device 15 as soon as a desired deflection is reached. In the measuring head 6 existing spring means generate a predetermined force at a given deflection, which then acts as the probing force 7 against the workpiece 2 suppressed. Alternatively, the measuring head 6 be provided with force sensors and stop the tactile movement when the tactile target force is reached.

Aus den an dem Messkopf 6 gemessenen Auslenkungen wird nicht nur die Tastkraft, sondern auch die Tastrichtung bestimmt. Wird bspw. eine horizontale Fläche angetastet, erfolgt eine Auslenkung nur in Z-Richtung. Wird hingegen eine vertikale Fläche angetastet, erfolgt eine Auslenkung des Taststifts 5 in X- und/oder. Y-Richtung. Bei schräg im Raum liegenden Flächen erfolgt eine Auslenkung des Taststifts 5 in X-, Y- und Z-Richtung, wobei sich aus den X-, Y- und Z-Anteilen der Auslenkung die Auslenkrichtung bestimmen lässt. Außerdem nehmen die Kugeln 8, 9, 10 beim Antasten eine bestimmte Lage im Raum ein. Das Triangulations-Messgerät 14 bestimmt nun bspw. mittels Laserstrahl, Mikrowellen oder einer anderweitigen Strahlung die Abstände der als Indikatorkörper dienenden Kugeln 8, 9, 10 zu den einzelnen Empfänger E1, E2, E3 sowie ggfs. weiterer nicht veranschaulichter Empfänger. Aus den gemessenen Abständen wird nun die räumliche Position jeder Kugel 8, 9, 10 bestimmt. Damit ist die räumliche Position und Lage des Taststifts 5 und des Tastkörpers 7 genau festgelegt und erfasst. In Verbindung mit der durch den Messkopf 6 bestimmten Auslenkrichtung wird nun der Tastpunkt bestimmt.From the on the measuring head 6 Measured deflections are determined not only the tactile force, but also the tactile direction. If, for example, a horizontal surface is touched, deflection only occurs in the Z direction. If, on the other hand, a vertical surface is touched, the stylus is deflected 5 in X and / or. Y-direction. With surfaces lying diagonally in the room, the stylus is deflected 5 in the X, Y and Z directions, the deflection direction can be determined from the X, Y and Z components of the deflection. In addition, the balls 8, 9, 10 assume a certain position in the room when probed. The triangulation measuring device 14 now determines, for example, by means of a laser beam, microwaves or other radiation, the distances between the spheres serving as indicator bodies 8th . 9 . 10 to the individual receivers E1, E2, E3 as well as any other receivers that are not illustrated. From the measured distances, the spatial position of each sphere is now 8th . 9 . 10 certainly. So that is the spatial position and location of the stylus 5 and the probe body 7 precisely defined and recorded. In conjunction with that through the measuring head 6 determined the direction of deflection, the touch point is now determined.

Die Messung erfolgt unter Umgehung der Positioniereinrichtung 15. Diese ist nicht Teil der Messkette. Die Messung erfolgt direkt zwischen den Positionsindikatoren und dem Triangulations-Messgerät 14. Die Positionsindikatoren befinden sich gewissermaßen dauernd im Blickfeld des Triangulations-Messgeräts 14. Durch Beobachtung und Abstandsmessung zu den Kugeln 8, 9, 10 wird deren Position durch mehrfache einschrittige Abstandsmessung (jede Abstandsmessung erfolgt in einem Schritt direkt zwischen ruhender Messbasis und Tastelement oder Messkopf) bestimmt.The measurement is carried out bypassing the positioning device 15 , This is not part of the measuring chain. The measurement takes place directly between the position indicators and the triangulation measuring device 14 , To a certain extent, the position indicators are permanently in the field of view of the triangulation measuring device 14 , By observing and measuring the distance to the balls 8th . 9 . 10 their position is determined by multiple one-step distance measurement (each distance measurement takes place in one step directly between the stationary measuring base and the probe element or measuring head).

Die Auswerteeinheit 16 verfügt über Daten, die die räumliche Anordnung der Kugeln 8, 9, 10 zueinander beschreiben. Deshalb ist die räumliche Position und Lage des Tastelements vollständig bestimmt, wenn für die Kugel 8 drei Koordinaten x, y, z für die Kugel 9 zwei Koordinaten x, y und für die Kugeln 10 eine Koordinate x bestimmt werden. Entsprechend reduziert sich der Messaufwand.The evaluation unit 16 has data on the spatial arrangement of the balls 8th . 9 . 10 describe to each other. Therefore, the spatial position and location of the probe element is completely determined when for the ball 8th three coordinates x, y, z for the sphere 9 two coordinates x, y and for the balls 10 a coordinate x can be determined. The measurement effort is reduced accordingly.

Eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1 ist in 3 veranschaulicht. Das auf dem Tisch gehaltene Werkstück 2 wird ebenfalls mittels eines Tastkörpers 7 abgetastet, der an einem freien Ende eines Taststifts 5 eines Messkopfs 6 angeordnet ist. Zu der Messeinrichtung 12 gehören wie beim vorigen Ausführungsbeispiel das Triangulations-Messgerät 14 mit den Sendern E1, E2, E3 und Indikatorkörper, die durch Kugeln 8, 9, 10 gebildet sind. Anstelle der Kugeln 8, 9, 10 können jedoch auch andere Reflektoren wie Tripelspiegel oder dgl. Anwendung finden. Die Positionsindikatoren sind an einem Träger 18 gehalten, der den Messkopf 6 trägt. Somit bestimmt die Messeinrichtung 12 zunächst die Position des Trägers. Die nicht weiter veranschaulichte Auswerteeinheit 16 verfügt bei dieser Ausführungsform über Informationen, die die Anordnung der Kugeln 8, 9, 10 an dem Träger 18 und somit die Abstände zwischen dem Tastkörper 7 und den Kugeln 8, 9, 10 kennzeichnen. Aus der beim Antasten einer Werkstückoberfläche auftretenden Auslenkung des Taststifts 5 und den dadurch erzeugten Signalen sowie der Position des Trägers 18 errechnet die Auswerteeinheit dann ähnlich wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel die Position des Tastpunkts.A modified embodiment of the measuring device according to the invention 1 is in 3 illustrated. The workpiece held on the table 2 is also by means of a probe 7 sampled on a free end of a stylus 5 a measuring head 6 is arranged. To the measuring device 12 belong to the triangulation measuring device as in the previous exemplary embodiment 14 with the transmitters E1, E2, E3 and indicator body through balls 8th . 9 . 10 are formed. Instead of the balls 8th . 9 . 10 however, other reflectors such as triple mirrors or the like can also be used. The position indicators are on a carrier 18 kept the measuring head 6 wearing. The measuring device thus determines 12 first the position of the carrier. The evaluation unit, not illustrated further 16 in this embodiment has information about the arrangement of the balls 8th . 9 . 10 on the carrier 18 and thus the distances between the probe body 7 and the bullets 8th . 9 . 10 mark. From the deflection of the stylus that occurs when probing a workpiece surface 5 and the signals generated thereby and the position of the carrier 18 The evaluation unit then calculates the position of the touch point in a manner similar to that in the above exemplary embodiment.

In 4 ist eine Messeinrichtung 1 veranschaulicht, bei der das Triangulations-Messgerät 14 mehrere Sender und Empfänger aufweist. Diese können auf mehrere Einzelgeräte 14a, 14b aufgeteilt sein, um die Position des Taststifts 5 bzw. seiner Positionsindikatoren 8, 9, 10 aus unterschiedlichen Richtungen erfassen zu können. Dies erhöht zum einen die Genauigkeit und vermindert zum anderen die Wahrscheinlichkeit einer Abschattung. Zur Positionserfassung müssen wenigstens drei Empfänger den betreffenden gleichen Positionsindikator im Blickfeld haben.In 4 is a measuring device 1 illustrates the triangulation meter 14 has several transmitters and receivers. These can be used on several individual devices 14a . 14b be divided to the position of the stylus 5 or its position indicators 8th . 9 . 10 to be able to record from different directions. On the one hand, this increases the accuracy and, on the other hand, it reduces the probability of shadowing. For position detection, at least three recipients must have the same position indicator in question in view.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Träger 18 auch von Hand geführt werden. Die Positioniereinrichtung 15 ist dann durch eine entsprechende Bedienperson ersetzt. Dabei bleibt der Messkopf zur Bestimmung der Auslenkrichtung über ein entsprechendes Kabel mit der Messeinrichtung verbunden.In all the embodiments described above, the carrier 18 can also be done by hand. The positioning device 15 is then replaced by an appropriate operator. The measuring head remains connected to the measuring device via a corresponding cable to determine the deflection direction.

In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, die ohne Messkopf auskommt. Der Taster 4, nach 5, kann von Hand oder maschinell geführt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform schließt sich an eine Handhabe 19, die beispielsweise als zylindrischer Griff ausgebildet ist, an einer Stirnseite ein Halter mit den drei Kugeln 8, 9, 10 an. An der gegenüber liegenden Seite trägt die Handhabe 19 ein elastisches Element oder Federelement 21, das seinerseits den Taststift 5 trägt. Endseitig ist der Taststift 5 wiederum mit dem Tastkörper 7 versehen, der zum Antasten des Werkstücks dient. Das elastische Element 21 ist beispielsweise so ausgebildet, dass der Taststift 5 sowohl axial als auch in allen Schwenkrichtungen federnd bewegbar ist. Außerdem ist der Tastkörper 7 so ausgebildet, dass er von dem Triangulations-Messgerät 14 als Reflektor erfasst wird.In 5 illustrates a preferred embodiment of the invention which does not require a measuring head. The button 4 , to 5 , can be guided by hand or by machine. In the illustrated embodiment, a handle follows 19 , which is designed, for example, as a cylindrical handle, has a holder with the three balls on one end face 8th . 9 . 10 on. The handle bears on the opposite side 19 an elastic element or spring element 21 , which in turn is the stylus 5 wearing. At the end, the stylus 5 is in turn with the probe body 7 provided that is used to probe the workpiece. The elastic element 21 is designed, for example, so that the stylus 5 is resiliently movable both axially and in all pivoting directions. In addition, the probe body 7 trained to be from the triangulation meter 14 is detected as a reflector.

In Betrieb erfasst das Triangulations-Messgerät 14 sowohl die Positionen der Kugeln 8, 9, 10 als auch die Position des Tastkörpers 7. Ist der Tastkörper 7 aus seiner Ruhestellung ausgelenkt, kann dies die Auswerteeinheit 16 dadurch erfassen, dass sich die Abstände des Tastkörpers 7 zu den Kugeln 8, 9, 10 verändert haben. Aus der Änderung der Abstände wird die Richtung der Auslenkung bestimmt, die mit der Tastrichtung übereinstimmt. Auf diese Weise bestimmt das Triangulations-Messgerät 14 nunmehr sowohl die Position des Tastkörpers 7 als auch dessen Auslenkrichtung und somit die Lage des Tastpunkts.The triangulation measuring device records in operation 14 both the positions of the balls 8th . 9 . 10 as well as the position of the probe 7 , Is the probe body 7 deflected from its rest position, the evaluation unit can 16 thereby record that the distances of the probe body 7 to the balls 8th . 9 . 10 have changed. The direction of the deflection, which corresponds to the scanning direction, is determined from the change in the distances. In this way, the triangulation measuring device determines 14 now both the position of the probe 7 as well as its direction of deflection and thus the position of the touch point.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere für handgeführte Taster 4 zweckmäßig, weil sie ohne Messkopf 6 und somit ohne Kabelverbindung zu diesem auskommt. Die Triangulations-Messeinrichtung 14 bildet hier in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 16 zugleich die Positions-Messeinrichtung und die Richtungs-Messeinrichtung. Der Taster ist ein einfacher „Messknochen".This embodiment of the invention is particularly for hand-held buttons 4 useful because it has no measuring head 6 and thus manages without a cable connection to it. The triangulation measuring device 14 forms here in connection with the evaluation device 16 at the same time the position measuring device and the direction measuring device. The button is a simple "measuring bone".

6 veranschaulicht den Aufbau eines Handtasters 4 in einer etwas abgewandelten Ausführungsform. Das Feder element 21 ist hier in der als Gehäuse ausgebildeten Handhabe 19 angeordnet. Der Taststift 5 trägt endseitig den Tastkörper 7 und zusätzlich an einer Stelle zwischen dem Tastkörper 7 und dem Federelement 21 eine Kugel 11, die als Reflektor dient. Die anderen Kugeln 8, 9, 10 sind über geeignete Träger an dem anderem Ende der Handhabe 19 vorgesehen. Die Funktion stimmt weitgehend mit dem Taster 4 nach 5 überein. Jedoch ist der Tastkörper 7 von der Triangulations-Messeinrichtung 14 nicht direkt zu erfassen. Entsprechend kann er größer oder kleiner als die Kugeln 8, 9, 10 ausgelegt werden. Die Kugeln 8, 9, 10, 11 können jeweils gleich groß und im Hinblick auf die Positionsbestimmung hinsichtlich Größe, Form und Materialbeschaffenheit jeweils optimiert ausgebildet sein. 6 illustrates the structure of a hand switch 4 in a slightly modified embodiment. The spring element 21 is here in the handle designed as a housing 19 arranged. The stylus 5 carries the probe body at the end 7 and additionally at a point between the probe body 7 and the spring element 21 a ball 11 that serves as a reflector. The other balls 8th . 9 . 10 are about suitable carriers at the other end of the handle 19 intended. The function is largely correct with the button 4 to 5 match. However, the probe body 7 from the triangulation measuring device 14 not to be recorded directly. Accordingly, it can be larger or smaller than the balls 8th . 9 . 10 be interpreted. The balls 8th . 9 . 10 . 11 can each be the same size and with regard to position determination with regard to size, shape and material al nature be optimized.

Abweichend von der in 6 veranschaulichten Ausführung können die Kugeln 8, 9, 10 auch an dem Taststift 5 befestigt sein, während die Kugel 11 an dem oberen Ende der Handhabe 19 befestigt ist. Unter Umständen kann es auch genügen, als Positionsindikatoren lediglich eine Kugel an dem oberen Ende der Handhabe 19 und zwei Kugeln an dem Taststift 5 vorzusehen. Bedarfsweise kann eine dieser beiden letztgenannten Kugeln als Tastkörper ausgebildet sein.Notwithstanding the in 6 illustrated execution can the balls 8th . 9 . 10 also on the stylus 5 be attached while the ball 11 at the top of the handle 19 is attached. In some circumstances it may also be sufficient to use a ball at the upper end of the handle as position indicators 19 and two balls on the stylus 5 provided. If necessary, one of these latter two balls can be designed as a probe body.

7 veranschaulicht die Bestimmung der Absolutkoordinaten des Tastpunkts T. Die Triangulationsmessung ergibt zunächst die Koordinaten des Mittelpunkts M des Tastkörpers 7. Bei einer Ausführungsform nach 1 erfolgt dies unmittelbar aus der Positionsbestimmung der drei Kugeln 8, 9, 10. Der Messkopf 6 gibt nun noch Signale ab, aus denen hervorgeht, wie weit und in welcher Richtung der Tastkörper 7 aus seiner in 7 gestrichelt veranschaulichten Ruhelage heraus ausgelenkt worden ist. Bei der Auslenkung hat sich der Mittelpunkt M des Tastkörpers 7 aus seiner Position M' in Richtung N verschoben. In dieser Richtung wird nun der Kugelradius R des Tastkörpers 7 von den Koordinaten des Mittelpunkts M subtrahiert, was zu dem Absolutkoordinaten des Tastpunkts T führt. 7 illustrates the determination of the absolute coordinates of the touch point T. The triangulation measurement first gives the coordinates of the center M of the touch body 7 , In one embodiment according to 1 this is done directly from the position determination of the three balls 8th . 9 . 10 , The measuring head 6 now emits signals that show how far and in which direction the probe body 7 from its in 7 The rest position shown in dashed lines has been deflected out. The center point M of the probe body is at the deflection 7 shifted from its position M 'towards N. The spherical radius R of the probe body is now in this direction 7 subtracted from the coordinates of the center point M, which leads to the absolute coordinates of the touch point T.

Bei der Ausführungsform nach 3 wird durch Triangulation der Kugeln 8, 9, 10 nicht die Position des Tastkörpers 7 sondern die Position des Messkopfs 6 bestimmt. Zur Bestimmung des Tastpunkts T müssen deshalb zu der durch Triangulation bestimmten Position noch die Auslenkung des Taststifts 5 und der Durchmesser des Tastkörpers 7 jeweils mit richtigem Vorzeichen addiert werden.In the embodiment according to 3 is by triangulating the balls 8th . 9 . 10 not the position of the probe 7 but the position of the measuring head 6 certainly. To determine the tactile point T, the deflection of the stylus must therefore be added to the position determined by triangulation 5 and the diameter of the probe 7 can be added with the correct sign.

Bei der Ausführungsform nach 5 ergibt sich die Auslenkrichtung N und der Betrag der Auslenkung durch Triangulationsmessung. Die Berechnung der Position des Tastpunkts T aus den gemessenen Absolutpositionen der Handhabe 19 und der Auslenkung stimmt ansonsten mit der Ausführungsform nach 3 überein. Bei Verwendung eines Tasters 4 nach 6 trifft dies entsprechend zu. Sind die Kugeln 8, 9, 10 hingegen an dem Taststift 5 und die Kugel 11 an der Handhabe 11 befestigt, wird der Tastpunkt wie bei der Messeinrichtung nach 1 bestimmt.In the embodiment according to 5 the direction of deflection N and the amount of deflection by triangulation measurement result. The calculation of the position of the touch point T from the measured absolute positions of the handle 19 and the deflection otherwise matches the embodiment 3 match. When using a button 4 to 6 this applies accordingly. Are the balls 8th . 9 . 10 however on the stylus 5 and the ball 11 on the handle 11 attached, the touch point is the same as for the measuring device 1 certainly.

In 8 ist eine weitere Ausführungsform eines einfachen Handtasters 4 veranschaulicht, an dessen Handhabe 19 über das Federelement 21 der Taststift 5 beweglich gelagert ist. Das Federelement 21 ist so beschaffen, dass der Taststift in Ruhestellung koaxial zu der Handhabe 19 gehalten ist. Das Federelement 21 lässt zumindest die Auslenkung des Taststifts um zwei zueinander rechtwinklige quer zu dem Taststift ausgerichtete Schwenkachsen zu, deren Position in Bezug auf die Handhabe 19 wohl definiert ist. Sowohl an der Handhabe als auch an dem Taststift sind Reflektorkugeln 8, 9, 10 angeordnet, wobei die Tastkugel 7 selbst als Reflektorkugel dienen kann. Es genügen drei Kugeln 8, 9, 10. Mit diesem einfachen Taster kann die Werkstückoberfläche punktweise angetastet werden, wobei die Kugeln 8, 9 sowohl die Position der Tastkugel 7 als auch die Richtung des Taststifts 5 bei der Triangulationsmessung liefern. Die zusätzliche Messung der Position der Reflektorkugel 10, die bei ausgelenktem Taststift nicht auf der von dem Taststift 5 vorgegebenen Geraden liegt, lässt den Rückschluss auf die Richtung der Verbiegung des federnden Elements 21 zu, woraus wiederum die Position des Tastpunkts bestimmt wird.In 8th is another embodiment of a simple hand switch 4 illustrated, on the handle 19 via the spring element 21 the stylus 5 is movably mounted. The spring element 21 is designed so that the stylus is coaxial to the handle in the rest position 19 is held. The spring element 21 allows at least the deflection of the stylus about two mutually perpendicular pivot axes aligned transversely to the stylus, their position in relation to the handle 19 is well defined. There are reflector balls on both the handle and the stylus 8th . 9 . 10 arranged, the probe ball 7 itself can serve as a reflector ball. Three balls are enough 8th . 9 . 10 , With this simple button, the workpiece surface can be touched point by point, with the balls 8th . 9 both the position of the probe ball 7 as well as the direction of the stylus 5 for triangulation measurement. The additional measurement of the position of the reflector ball 10 which, when the stylus is deflected, is not on that of the stylus 5 predetermined straight line, allows the conclusion of the direction of the bending of the resilient element 21 to, which in turn determines the position of the touch point.

Bei einem Messsystem ist eine Positions-Messeinrichtung zur Positionserfassung eines Messkopfs oder Taststifts vorgesehen, die eine ruhende Messbasis aufweist. Dies ergibt eine vollständige Entkopplung zwischen einer Vorrichtung zum Bewegen des Messkopfs und der Positionserfassung.With a measuring system there is a position measuring device intended for position detection of a measuring head or stylus, which has a stationary measurement base. This results in a complete decoupling between a device for moving the measuring head and the position detection.

Claims

Measuring device ( 1 ), especially for the point-by-point measurement of workpiece surfaces by mechanical probing, with a button ( 4 ) that has a probe body ( 7 ) and movable in space. and is set up for probing a workpiece surface, with a force generating means (), for determining the probe force with which the probe body ( 7 ) touches the workpiece surface, with at least one with the button ( 4 ) non-movable non-contact position measuring device ( 14 ) for at least partial detection of the spatial position of the probe body ( 7 ) or one of the buttons ( 4 ) leading carrier ( 18 ).

Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring device is a direction measuring device ( 6 ) to determine the probing direction of the probe body ( 7 ) and an evaluation unit ( 16 ), the measurement signals from both the direction measuring device ( 6 ) as well as from the position measuring device ( 14 ) and determines the position of the touch point from these.

Measuring device according to claim 1, characterized in that to the position measuring device ( 14 ) several distance measuring devices for determining the distance between selected points (e1, e2, e3) of the position measuring device ( 14 ) and selected points (s1, s2, s3) belong to the Tas ter ( 4 ) or its carrier ( 18 ) assigned.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the button ( 4 ) or a leading carrier ( 18 ) with position indicators ( 8th . 9 . 10 ) connected is.

Measuring device according to claim 3, characterized in that the position measuring device ( 14 ) at least one transmission device ( 17 ) and at least one receiving device (e1), the transmitting device being set up to emit radiation in the direction of at least one position indicator (s1) and the receiving device (e1) being set up to detect radiation emanating from the position indicator (s1) ,

Measuring device according to claim 4, characterized in that the position indicators (s1, s2, s3) are reflectors.

Measuring device according to claim 4, characterized in that position indicators (s1, s2, s3) are transmitters.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the position measuring device ( 14 ) is set up at least for the detection of a translational degree of freedom.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the position measuring device ( 14 ) is set up to detect several translational and rotary degrees of freedom.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring device ( 12 ) is a laser measuring device.

Measuring device according to claim 1, characterized in that between a handle device ( 19 ) or a management facility ( 15 ) and the stylus ( 5 ) a spring element ( 21 ) is arranged.

Measuring device according to claim 10, characterized in that the direction measuring device ( 6 ) the deflection of the stylus ( 5 ) is the recording device.

Measuring device according to claim 11, characterized in that the direction measuring device comprises a measuring head ( 6 ) that is between the carrier ( 18 ) or the handling device ( 19 ) and the stylus ( 5 ) intended.

Measuring device according to claim 1, characterized in that a. that the button ( 4 ) at least one between the probe body ( 7 ) and the positioning or handling device ( 15 or 19) arranged resilient area or a spring element ( 21 ), b. that on both sides of the resilient area or the spring element ( 21 ) at least one position indicator ( 8th . 9 . 10 . 11 ) is provided to the position measuring device ( 14 ) heard, and c. that the direction measuring device by the position measuring device ( 14 ) in connection with a processing unit ( 16 ) is formed, the output signals of the position measuring device ( 14 ) evaluates the deformation of the button ( 4 ) and to determine the probing direction (N).

Measuring device according to claim 13, characterized in that the processing unit ( 16 ) from the position of the probe ( 7 ) and the probing direction (N) and the known shape of the probe body ( 7 ) determines the position of the touch point (T).

Measuring device according to claim 1, characterized in that a manual handling device ( 19 ) is provided.

Measuring method, in particular for the point-by-point measurement of workpiece surfaces by mechanical probing, in which a workpiece surface is probed with a probe element that is movable in space and set up for at least point-by-point probing of a workpiece surface, in which the at least one non-contact position measuring device that cannot be moved with the probe element spatial position of the sensing element or of a carrier guiding the sensing element is at least partially detected, in which the sensing direction by means of a direction measuring device ( 6 . 14 ) detected. will and in which the position of the touch point is determined from the detected position of the touch element and the detected touch direction.