CN107548449B - 用于确定被测对象的实际尺寸特征的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有测量头(16)的坐标测量装置(12)。此外，提供表示该多个几何元素的目标特性的目标数据(34)。以计算机辅助的方式生成测量过程(40)，确定用于控制该测量头(16)的控制命令。使用该被测对象的多个独立测量值，根据这些测试特征来确定表示该被测对象的实际尺寸特性的数值。首先生成第一测量过程并且在检测这些独立测量值之前将其加以修改以获得经修改的第二测量过程，该第二测量过程具有至少部分地经修改的第二控制命令。选择所述第二控制命令，使得这些数值中的每一个数值都具有限定的测量不确定性，该限定的不确定性比这些几何元素的可接受制造公差小了限定量。

Description

用于确定被测对象的实际尺寸特征的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于确定具有多个几何元素的被测对象的实际尺寸特性的方法和装置。

背景技术

EP 2 738 515 A1披露了呈坐标测量机的形式的这样的装置的一个典型实例。已知的坐标测量机具有工件接收座和CCD相机，该CCD相机能够在三个正交的空间方向上相对于工件接收座移动。CCD相机是测量头的一部分，该测量头可以被用于确定被测对象上的所选择的测量点相对于参考坐标系的位置。通常，这样的装置被用于确定被测对象上的多个测量点的测量点坐标。基于所述测量点坐标，然后有可能确定该被测对象的实际尺寸特性，例如像，孔的直径或在该被测对象上的两个边缘之间的距离。

原则上，可以手动地控制该测量头相对于该被测对象的移动并且记录测量值。然而，在对工业生产产品的质量控制中，自动化测量序列是希望的，使得可以尽可能快速并且可重复地测量相同类型的多个被测对象。创建自动化测量序列要求关于坐标测量机的工作方式的基础知识以及如何最优地测量在被测对象上的不同几何元素的经验。此外，最佳的测量序列可以取决于测量头的类型和/或在坐标测量机上可供使用的移动轴线而改变。就此而言，具有非接触式传感器的测量头(正如在EP 2 738 515 A1中的坐标测量机的情况下)例如可能要求与例如触感测量头(即，具有被配置成用于碰触被测对象上的所选择的测量点的探针元件的测量头)不同的测量序列。

EP 2 738 515 A1提出，除了测量头上的CCD相机之外还使用广角监测相机。该广角监测相机被配置成用于记录来自鸟瞰视角的整个被测对象的图像。这个(另外的)图像被再现在操作者终端的显示器上，以便使操作者更容易地创建考虑到并且避免了测量头与被测对象之间的可能的碰撞的自动化测量序列。然而此外，来自EP 2 738 515 A1的装置在创建测量序列方面没有提供更广泛的支持并且因此要求操作者有渊博的知识和经验，以便针对特定的被测对象创建最佳的测量序列。

在名称CALYPSO下，Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH公司提供用于创建自动化测量序列并且用于处理获得的测量结果的软件。例如在题为“Einfach Messenund was Sie dazu wissen sollten-Eine Fibel der Messtechnik”[“简单的测量以及为了实现简单的测量应了解的知识——测量学入门”](来自Carl Zeiss的序号：61212-2400101)的手册中或者在题为“Calypso.Einfach programmieren”[“Calypso.简单编程”]的来自Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH的手册(公开号60-11-068)中描述了CALYPSO的基本原理。测量序列是基于所谓的测试特征由CALYPSO创建的。测试特性表示被测对象上的一个或多个几何元素(所谓的测量元素)的实际尺寸特性，例如像孔的直径、圆柱形区段的圆度、或两个这样的几何元素之间的相对距离。通常，需要捕获一个或多个几何元素上的多个测量点来量化测试特征。通过测试特征的选择，CALYPSO创建控制指令，这些控制指令可以被用于自动地控制测量头以用于测量所需测量点。通过对测试特征的定向，CALYPSO使操作者更容易地创建测量序列，因为这些测试特征通常对应于操作者可以从被测对象的技术图纸中推断出来的指示。

出于创建自动化测量序列的目的，用户必须根据CAD数据来逐一设定和配置希望的测试特征、并且在此背景下选择包括针对机器移动的参数在内的单个参数。为此，CALYPSO在各自情况下提供了默认值，所述默认值已经证明了它们对大量测量问题的价值；但是，有经验的用户可能修改默认值，来相对于特定测量问题优化自动测量序列。

然而，当对记录第一测试特征的测量值进行配置时参数的修改可能影响在记录另一测试特征的测量值时的测量准确性和/或测量速度，因为例如机器振动和/或接近路径可能取决于该第一测试特征的移动参数而变化。因此为多个测试特征创建理想的测量序列是非常耗时的、且需要用户本身具有足够的专业知识和经验。

与创建测量序列时的问题和困难完全无关，存在软件工具，该软件工具被指定为“虚拟CMM”、由国际德国计量机构的物理学技术研究所(PTB)主持开发、用于基于统计方法来确定坐标测量机所进行测量的测量不确定性。举例而言，例如由Feinmess GmbH&Co.KG和PTB在公开文献““虚拟CMM”-用于不确定性评估的软件工具-在认可的校准实验室中的实际应用”中找到虚拟CMM软件工具的概述。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是指定一开始阐述类型的方法和装置，该方法和装置能够简单且快速地确定被测对象(特别是工业生产的标准部件)的实际尺寸特性，与针对同一类型的被测对象的其他测量相比其具有提高的效率、准确性、和/或可比性。

根据本发明的第一方面，这个目的通过在引言中提及的类型的方法实现，该方法包括以下步骤：

-提供具有测量头的坐标测量机，该测量头用于记录表示在该被测对象上的至少一个测量点的位置的测量值，

-提供表示该被测对象的该多个几何元素的既定特性的既定数据，其中，这些既定特性包含这些几何元素的可接受制造公差，

-借助于计算机来创建测量序列，所述测量序列设定了该测量头相对于该被测对象的移动；并且记录在相对于该被测对象的限定的测量头位置处的测量值，其中，从该多个几何元素中选择限定的几何元素，并且取决于该既定数据来设定与这些限定的几何元素有关的测试特征，并且其中，取决于这些测试特征来设定用于相对于这些限定的几何元素来控制该测量头的控制命令，

-借助于该测量头来记录该被测对象上的多个独立测量值，其中取决于这些控制命令来控制该测量头，并且

-取决于这些独立测量值来确定数值，其中，这些第一数值表示该被测对象的、与这些测试特征相对应的实际尺寸特性，

其中，首先创建第一测量序列，所述测量序列设定了第一控制命令，并且其中，该第一测量序列在记录这些独立测量值之前被修改，以获得具有第二控制命令的第二测量序列，其中，所述第二控制命令至少部分地与所述第一控制命令不同，其中，取决于所述第二控制命令来控制用于记录这些独立测量值的该测量头，并且其中，选择所述第二控制命令，其方式为使得这些数值各自具有限定的测量不确定性，该限定的测量不确定性比这些几何元素的可接受制造公差小了限定的绝对值。

根据本发明的另外的方面，此目的是通过开篇阐述的类型的装置实现，该装置包括用于固持该被测对象的工件接收座；包括测量头，该测量头是相对于该工件接收座可移位的并且被实施成记录表示该被测对象上的至少一个测量点的位置的测量值；包括评估与控制单元，该评估与控制单元取决于限定的测量序列来使该测量头相对于该工件接收座移位；并且包括接口，该接口用于提供表示该被测对象的该多个几何元素的既定特性的既定数据，其中，这些既定特性包含这些几何元素的可接受制造公差；其中，该评估与控制单元被实施成利于基于计算机来创建测量序列，该测量序列设定了该测量头相对于该被测对象的移动，并且记录在相对于该被测对象的限定的测量头位置处的测量值；其中，能够从该多个几何元素中选择限定的几何元素，并且能够取决于所述既定数据来设定与这些限定的几何元素有关的测试特征；并且其中，能够取决于这些测试特征来设定用于相对于这些限定的几何元素来控制该测量头的控制命令；其中，该评估与控制单元进一步被实施成用于取决于所述控制命令来控制该测量头，以记录该被测对象上的多个独立测量值、并且取决于这些独立测量值来确定第一数值；其中，这些第一数值表示该被测对象的、与这些测试特征相对应的实际尺寸特性；其中，该评估与控制单元被进一步实施成用于首先创建第一测量序列，该第一测量序列设定了用于相对于该被测对象来控制该测量头的第一控制命令；并且在记录这些独立测量值之前修改该第一测量序列，以获得具有第二控制命令的第二测量序列；其中，所述第二控制命令至少部分地与所述第一控制命令不同，其中，该评估与控制单元被实施成用于取决于所述第二控制命令来控制用于记录这些独立测量值的该测量头，并且其中，选择所述第二控制命令，其方式为使得这些数值各自具有限定的测量不确定性，该限定的测量不确定性比这些几何元素的可接受制造公差小了限定的绝对值。

特别有利的是，本发明通过一种包括程序代码的计算机程序产品来实现，该计算机程序产品被配置成用于当在坐标测量机的评估和控制单元上运行该程序代码时执行上述方法。

该新颖的方法以及对应的装置首次使用了测量的测量不确定性作为优化用于对被测对象进行自动测量的测量序列的准则。相应地，首先创建第一(即，临时的)测量序列，该第一测量序列在第二步骤中在考虑预期测量不确定性的同时被修改，直至满足与该测量不确定性有关的准则。仅将经修改的测量序列用于记录多个独立测量值。优选地，选择经修改的测量序列的第二控制命令，其方式为使得针对每个测试特征获得独立的限定的测量不确定性，所述限定的测量不确定性比准确地与相应测试特征有关的这些几何特征的可接受制造公差小了限定的绝对值。换言之，在优选的示例性实施例中，优化准则单独地与每个选定的测试特征和/或几何元素相关。

由于经修改的第二测量序列中的至少一些控制命令与第一测量序列中的相应控制命令不同，因此记录了测量头(相对于被测对象)的移动的、与基于第一控制命令初始配置的不同的多个单独测量值。举例而言，测量头可以在测量序列的某个部分中比根据第一控制命令中所提供的更快或更慢地移动。替代地或额外地，测量头可以沿着经修改的轨迹移动，可以测量更大或更小数量的测量点，和/或在经修改的第二测量序列的范围内使用经修改的测量头，例如不同的触针组合。

测量序列的修改和与之相伴的优化，不仅基于用户的个人知识和经验、而且以有目标的方式基于客观且可量化的准则(即，由于测量序列的修改配置而改变的可获得的测量不确定性)来实现。举例而言，可以容易地看到，在测量头相对于被测对象的非常快的移动的情况下的测量不确定性典型地大于非常慢的移动的情况。另一方面，测量头的非常慢的移动对吞吐量和效率不利。使用不同的触针组合同样可以对测量不确定性产生影响，例如因为长而薄的触针利于更精确地探测微小结构，该长而薄的触针比短而厚的触针更不稳定且对振动更敏感。因此，对不同或经修改的探测系统的改变可能是有利的，即使这样的改变需要时间。从一个传感器原理到另一个传感器原理的改变，例如，从触感传感器到非接触式传感器的变化也可以对可实现的测量不确定性产生影响、并且取决于具体的测量问题可以是或不是有利的。

该新颖的方法和相应的装置使用可实现的测量不确定性作为客观优化准则，该客观优化准则很大程度上与用户的个人经验无关，藉由以有目标的方式修改第一测量序列，使得获得了关于几何元素的可接受制造公差的限定的测量不确定性。在优选的示例性实施例中，该评估与控制单元被实施成用于允许用户具体以与几何元素的制造公差相关的百分比规格的形式预先确定限定的测量部确定性。举例而言，限定的测量不确定性可以是可接受制造公差的20％，并且在第二步骤中修改用默认值创建的第一测量序列，使得针对独立的所选测量元素和/或测试特征、甚至针对整个测量过程实现预先确定的测量不确定性。优选地，所限定的测量不确定性在可接受制造公差的10％至50％之间的量级、优选不高于可接受制造公差的25％、特别优选地为约20％。此外，优选的是，作为优化准则的所限定的测量不确定性根据选定的测量元素和/或测试特征而变化。举例而言，第一测量元件的作为目标规格的所限定的测量不确定性因此可以是这个测量元素的可接受制造公差的20％，而另一(第二)测量元素的限定的测量不确定性是可接受制造公差的30％。

在一些示例性实施例中，可以使用试错法来修改第一测量序列，其中确定了相应可实现的测量不确定性，并且反复修改该第一测量序列直至达到希望的限定的测量不确定性。在一些优选的示例性实施例中，藉由该评估与控制单元被实施成用于显示对应地指向增大或减小测量不确定性的修改建议，用户得到该评估与控制单元的辅助。举例而言，可以向用户建议在测量序列的特定点处减小测量头相对于被测对象的移动速度、或者在修改第一测量序列的范围内建议一种不同的探针组合。原则上，基于对多个可能的参数组合的限定的测量不确定性的分析来自动修改该第一测量序列也是可设想的。

该新颖的方法和相应的装置基于客观目标准则简化了优化的测量序列的创建。因此，甚至经验较少的用户也可以针对特定测量来创建优化的测量序列。同样，有经验的用户可以以更快且更有目标的方式完成优化的测量序列。取决于被测对象的可接受制造公差，第二控制命令利于更快的测量，并且测量结果具有足够的测量准确性或更高的测量准确性和/或更好的对比性。因此完全实现了上述目的。

在本发明的优选配置中，取决于所述第一控制命令来确定该限定的测量不确定性(优选地在计算意义上为数值)，其中，取决于所确定的测量准确性来修改该第一测量序列。优选地，借助于上文已经进一步提及的虚拟CMM软件工具来确定限定的测量不确定性。总体上，优选的是，借助于统计学仿真、例如使用蒙特卡罗仿真的方法来确定限定的测量不确定性。

在这种配置中，借助于统计方法来确定所限定的测量不确定性，其中具有所述第一控制命令的第一测量序列是确定该测量不确定性的基础。随后，修改该第一测量序列，并且基于经修改的测量序列重新确定限定的测量不确定性。有利的是，反复地执行这种方法直至限定的测量不确定性达到潜在优化的目标值。该配置是有利的，因为基于可量化且可再产生的目标变量并且基于限定的起始点(即，第一控制命令)实现了优化，这利于相应测量结果的特别好的可比性。

在另外的配置中，因此基于多个迭代步骤来确定所述第二控制命令。

这种配置利于对理想的测量序列的“有目标的趋近”并且可以针对多种不同的坐标测量机类型来比较容易地实现。

在另外的配置中，选择所述第二控制命令，其方式为使得针对这些测试特征中的至少一者，该限定的测量不确定性增大。

这种配置看起来很不寻常，因为增大的测量不确定性伴随着较低的测量准确性。然而，增大独立测试特征的测量不确定性利于提高效率和吞吐量。因此，在优选的示例性实施例中，选择第二控制命令，其方式为使得针对这些测试特征中的至少一个测试特征，限定的测量不确定性增大，同时维持或甚至减小至少一个其他测试特征的限定的测量不确定性。相应地，在优选的示例性实施例中，选择了第二控制命令，其方式为使得限定的测量不确定性对不同的测试特征是不同的并且针对这些测试特征中的至少一个测试特征在修改该测量序列的范围内增大。以此方式，获得经修改的第二测量序列，所述第二测量序列对被测对象上的不同测试特征实现了不同的限定的测量不确定性。因此，高的测量准确性和高的测量速度可以以特别有利的方式彼此组合。

在另外的配置中，在完全完成该第一测量序列之后确定所述第二控制命令。然而，作为对此的替代方案，原则上可设想的是，甚至在该第一测量序列完全完成之前(即，可以说是“即时(on the fly)”)将其修改。当前配置是比之有利的，这在于这种优化捕获了整个第一测量序列，并且因此允许针对该优化考虑整个测量序列上的交叉引用和相关性。

在另外的配置中，所述第一控制命令和所述第二控制命令分别设定该测量头相对于该被测对象的移动参数。有利的是，在修改该第一测量序列的过程中改变这些移动参数，其方式为使得与该第一测量序列相比，所述第二控制命令产生该测量头相对于被测对象的经修改的移动序列。具体而言，有利的是，当与该第一测量序列相比时，所述第二控制命令设定该测量头相对于被测对象的经修改的移动速度和/或移动加速度。

这种配置利于针对高测量准确性和高测量速度的矛盾需求，对测量序列进行非常有目标的优化。通过修改相应的移动参数，能够很快地在矛盾的需求之间获得理想折中。然而，根据新颖方法和装置的上述实质内容，鉴于实现限定的测量不确定性，对运动参数的修改不是纯直觉地执行的，而是以有目标的方式进行的。

在另外的配置中，提供其中存储了该坐标测量机的机器特性的第一数据库，其中取决于这些机器特性来确定测量头相对于被测对象的第二控制命令、具体而言由所述第二控制命令设定的移动速度。

在这种配置中，当优化测量序列时有利地考虑坐标测量机的这些个体机器特性。在一些示例性实施例中，这些机器特性受限于对于坐标测量机的相应类型成为特征的那些机器特性(即，例如与具有柱/架构造的坐标测量机形成对比的门式坐标测量机)。在优选的示例性实施例中，这些机器特性还包括相应坐标测量机的个体特性，即例如相应的校准数据。

考虑这些机器特性产生甚至更有效的第二测量序列，因为例如水平臂式坐标测量机的振动表现与门式坐标测量机的振动表现不同。因此，在其他的周边条件可比较的情况下，相应机器类型可实现的测量不确定性也不同。由于考虑机器特性导致特别好的结果，根据新颖的方法和相应的装置，将测量不确定性用作优化的目标变量。

在另外的配置中，提供存储了表示参考被测对象的实际尺寸特性的另外数值的第二数据库，其中取决于这些另外数值来确定所述第二控制命令。

在这种配置的一些变体中，参考被测对象是相在参考坐标测量机中以特别高准确性、例如在具有限定的测量室温的实验条件下测量的同一类型的被测对象。在其他变体中，该参考被测对象可以是在不同类型的坐标测量机中例如使用不同传感器测量的同一类型的被测对象。在修改第一测量序列产生关于可比性被优化的第二测量序列时考虑这些参考测量结果。鉴于将这些测量结果反馈至认证的参考标准，该配置是特别有利的。

在另外的配置中，用于记录这些测量值的测量头装配有限定的传感器安排，该限定的传感器安排是取决于所限定的测量不确定性来确定的。

在这种配置中，该第一测量序列的修改包括测量头的修改并且尤其是相应使用的传感器安排的修改。换言之，这种配置包括取决于作为目标变量的相应可实现的测量不确定性来选择在第二测量序列的范围内使用的传感器安排。该配置是有利的，因为通过改变该传感器安排可以获得关于测量不确定性的非常大的改变，这就是为什么该配置利于非常快速的优化。其次，这种配置从新颖的方法和设备的优点中获益，因为通过限定的测量不确定性提供了用于修改该传感器装置的可量化的目标变量。特别有利的是，在该配置的范围内，针对触感传感器以有目标的方式选择与测量不确定性相关地被优化的探针安排。

在也是现有技术自身的有利改进(即，不考虑测量不确定性)的另外的配置中，进一步选择第二控制命令，其方式为使得第二测量序列导致限定的测量时间。优选地，基于第一控制命令、特别是以基于计算机的仿真来选择第一测量时间，并且确定该第一测量时间与限定的目标时间之间的差。然后，以使这个差最小化的方式来选择第二控制命令。

在制造环境中测量情况下，除了测量准确性以外，测量时间、即为了记录测量值而需要的时间起着重要作用。相应地，将限定的测量时间作为客观目标准则加以考虑来创建测定序列导致了甚至进一步优化的结果。存在鉴于目标时间和所需准确性的性能优化。

在另外的配置中，取决于个体用户的许可来进一步选择所述第二控制命令。

在这种配置中，第一测量序列的修改取决于创建该第一测量序列和经修改的第二测量序列的用户的相应认可。因此，该配置包括交互优化。这些修改是相应的用户可容易理解的，这对于这些测量结果与来自同一类型的被测对象的其他测量结果的良好对比是特别有利的。

在另外的配置中，借助于语音输入来创建该第一测量序列和/或该第二测量序列。

在这种配置中，该新颖的装置和该新颖的方法使用语音识别软件工具。该配置利于所创建的测量序列的非常方便且快速的编辑和修改，尤其是与个体用户许可相结合。

不言而喻，上述特征还以及有待在以下解释的那些特征不但可以在各自情况下以指定的组合来使用，而且还可以以其他组合来使用或者它们单独使用而不脱离本发明的范围。

附图说明

在附图中展示了本发明的多个示例性实施例并且在以下的说明中对其进行更详细的说明。在附图中：

图1示出了可以用于执行新型方法的新型装置的一个示例性实施例；

图2示出了被测对象的图形表示以用于说明该新型方法；

图3示出了图2的被测对象的图形表示，其中选择了第一几何元素；

图4示出了具有两个被选择的几何元素的图2的被测对象的图形表示；

图5示出了具有多个被选择的测试特征的图2的被测对象的图形表示；并且

图6示出了用于说明该新型方法的一个示例性实施例的流程图。

具体实施方式

在图1中，根据新型方法运行的装置总体上用参考号10来命名。

装置10包括具有工件接收座14(在此呈x-y组合台的形式)以及测量头16的坐标测量机12。测量头16被安排在立柱18上并且在此可以相对于工件接收座14在竖直方向上沿着立柱18移动。这个移动轴线通常被称为z轴。工件接收座14可以在被称为x轴和y轴的两个正交方向上相对于测量头16移动。总体上，在此测量头16可以因此在三个正交的空间方向上相对于工件接收座14移动以便在被测对象(在此未展示)上进行测量。在此，这三个正交的空间方向x、y、z张成机器坐标系，在一些示例性实施例中该机器坐标系用作针对测量点坐标的参考坐标系。

现有技术披露了用于坐标测量机的其他设计，例如，龙门式或桥式设计的坐标测量机。该新型装置和新型方法不受限于移动轴线的特定设计，并且因此代替坐标测量机12，还可以使用如下坐标测量机，其中以其他方式实现测量头16相对于工件接收座14的移动。原则上，测量头16相对于工件接收座14的移动可以被限制成小于三条移动轴线或者测量头16和/或工件接收座14可以具有其他移动轴线，例如，旋转轴线。

在这个示例性实施例中，测量头16具有光学传感器20，通过该光学传感器可以以非接触的方式对被测对象(在此未展示)进行测量。在一些示例性实施例中，光学传感器20包括相机和透镜以便记录被测对象的图像。此外，在这个实施例中，坐标测量机12还具有触感传感器22，该触感传感器具有星形触针安排、可以被用于触碰被测对象上的测量点以便实施测量。

在此，坐标测量机12展现了针对该新型装置和新型方法的一个优选的示例性实施例。在其他示例性实施例中，该装置可以包括不同的测量头，例如，仅触感测量头或仅光学测量头。原则上，测量头16还可以包括电容测量传感器或例如是根据X射线原理运行的测量头。在所有优选的示例性实施例中，该测量头提供多个测量值，这些测量值表示被测对象上的至少一个测量点相对于坐标测量系24的位置。

坐标测量机12具有控制单元26，借助于该控制单元，用于工件接收座14和测量头16的驱动器(在此未指定)被驱动来实施测量。此外，控制单元26采集测量头16的这些测量值并且使它们可供评估单元28用于进行进一步评估。在所展示的示例性实施例中，评估单元28是其上运行配置与评估软件的PC，例如像一开始指定的CALYPSO软件，但是后者已经扩展了几个功能。一方面，该配置与评估软件可以创建用于根据新颖方法在被测对象上实施自动化测量的测量序列。另一方面，该评估软件使得量化的测量结果以适合的方式可供操作者使用。

在此，评估单元28包括图像显示设备30，该图像显示设备上尤其可以显示被测对象32的图形表示32a(图2)。在优选的示例性实施例中，基于被测对象32的CAD数据来产生图形表示32a，其中该CAD数据通过适合的接口33(例如，USB接口或网络连接器)被提供给评估单元28。

装置10包括具有第一存储区的存储器，关于被测对象的既定数据34存储在该第一存储区中。在一些示例性实施例中，该既定数据可以对应于CAD数据。在这种情况下，它们含有表示被测对象的这些独立几何元素的可接受制造公差的公差说明。

在第二存储区中，存储了坐标测量机12的多个个体机器特性36。这些个体机器特性36至少表征了该坐标测量机以及所采用的传感器20、22的类型。在一些示例性实施例，这些个体机器特性36包含与在其中提供了多个传感器的传感器储存区相关的信息项(在此未描绘)。在配置该测量序列的过程中，能够选择该传感器储存区中可供使用的传感器。同样，在创建该测量序列时能够在光学传感器20与触感传感器22之间进行选择。

在一些示例性实施例中，这些个体机器特性36还包括针对该个体坐标测量机12和相应传感器20、22的校准数据。在创建和修改测量序列时，这些也有利地被考虑在内。

在第三存储区中存储了表示参考被测对象39的实际尺寸特性的数值38。参考被测对象39优选地是例如在高度精确的参考测量机器中在实验条件下测量的“主要器件”。在一些示例性实施例中，在该过程中获得的数值38藉由以下事项来用于为坐标测量机12的测量创建优化的测量序列，即，具体通过对测量头16相对于工件接收座14上的被测对象的移动参数加以选择，其选择方式为使得与参考值38的相应偏差被最小化。

在一些示例性实施例中，使用不同类型的坐标测量机和/或使用不同的传感器，来确定相同类型的被测对象39的数值38。当创建经修改的第二测量序列时考虑数值38导致了良好的测量结果对比。

在优选的示例性实施例中，操作者可以借助于图像显示设备上的表示32来创建用于对被测对象进行测量的定义的测量序列40并且将其传输(这在此用数据链路42指示)给控制单元26。测量序列40表示多个控制指令，这些控制指令致使控制单元26使测量头16相对于工件接收座14移动并且记录单独的测量值。借助于这些测量值，评估单元28对用于单独的被测对象的所选择的测试特征进行量化。

图2示出了具有多个几何元素的被测对象32的表示32a。通过举例，在此通过参考号46、48、50、52来命名一些几何元素。几何元素46、48例如是圆柱形的孔，而几何元素50是从观察平面竖直地突出的八角形的销。几何元素52例如是(在此通过举例仅示意性地展示的)被测对象的表面中的椭圆形的凹陷。

在图像显示设备30上显示了表示32a。然后，装置10的操作者可以以下文描述的方式来选择单独的几何元素，以便致使通过评估单元28自动地创建测量序列40。

图3示出了与图2的表示32a相对应的表示32b。然而，操作者已经通过鼠标指针54在表示32b中选择了几何元素46。在优选的示例性实施例中，如基于图3中的几何元素46’展示的，所选择的几何元素在光学上被加高亮。在一些示例性实施例中，可以通过着色标记来实现这种光学上的加高亮。替代性地或额外地，在一些示例性实施例中，操作者可以经由其上显示了表示32的触摸屏来进行选择。

用户确定所选几何元素46’的测试特征以便创建测量序列。在一些示例性实施例中，因此，评估单元28具有检测在被测对象的图形表示32中的边缘的能力，以便自动识别该被测对象的几何元素。随后，评估单元28在另外的数据库中检索其形状与所识别的几何元素相对应的预定义的测量元素。一旦评估单元28已经识别到匹配的预定义的测量元素，该评估单元就基于数据库选择所指派的典型测试特征并将它们图解地在图形表示中针对所选择的几何元素46’加以显示。在图3的示例性展示中，适合的测试特征是该孔的直径56还以及该孔相对于坐标系24的x位置58a和y位置58b。

图4示出了与图3的表示32b相对应的另一个图形表示32c，但是在操作者已经选择了另一个几何元素48’之后。在这种情况下，针对另外选择的几何元素48’，评估单元28也借助于数据库显示适合的测试特征60、62a和62b。此外，在这些优选的示例性实施例中，评估单元28针对该至少两个所选择的几何元素显示适合的链接元素。在这个示例性实施例中，一个适合的链接元素是在这两个所选择的几何元素46’、48’之间的相对距离64。在此，另一个适合的链接元素例如是这两个所选择的几何元素46’、48’的中点的横向偏移量66。另一个链接元素可以是在这两个所选择的几何元素46’、48’之间的对称点68。总体上，链接元素是待测量的对象的、表示在被测对象上的两个或多个几何元素之间的空间关系的特征。

在图4的图形表示中，选择了被测对象32的两个几何元素46’、48’并且评估单元28就所选择的几何元素46’、48’而言提供适合的测试特征56、58、60、62和链接元素64、66、68。通过与之对比，图5示出了图形表示32d，其中操作者已经通过鼠标指针54选择了测试特征56’和60’以及所提供的链接元素68’。在优选的示例性实施例中，如在图5中示意性地指示的，所选择的测试特征和链接元素被加高亮。通过选择测试特征和/或链接元素，评估单元28将所选择的测试特征和/或链接元素采纳到测量序列40中。通过多次选择，操作者可以因此针对被测对象配置单独的测量序列。

在优选的示例性实施例中，在完成所有选择步骤之后评估单元28藉由以下事实自动地创建测量序列40，即，评估单元28基于所选择的测试特征和/或链接元素来确定针对控制单元26的控制指令。之后，评估单元28将测量序列40传输给控制单元以用于记录被测对象的所选择的几何元素的这些单独的测量值。评估单元28从控制单元26读取所记录的测量值并且取决于所述测量值来针对所有所选择的测试特征和/或链接元素确定数值，其中所述数值各自表示被测对象的与相对应的测试特征和/或链接元素相对应的尺寸特性。

在根据图6的示例性实施例中，在步骤74中，例如藉由将CAD数据经由接口33加载到存储器34中来提供有待测量的对象的CAD数据。根据步骤76，随后基于CAD数据来识别有待测量的几何元素(测量元素)。在一些示例性实施例中，这由用户执行。在其他示例性实施例中，评估单元28可以被实施成用于基于CAD数据来自动地识别适合的测量元素并且将这些提供给用户以用于选择。

根据步骤78，用户选择有待测量的第一几何元素(测量元素)以便创建测量序列。在优选的示例性实施例中，评估单元28显示出与所选测量元素相关的适合的测试特征(步骤80)。根据步骤82，用户选择希望的测试特征并且根据步骤84，将希望的测试特征采纳到该测量序列中。通过采纳到测量序列中，评估单元28确定第一(提供的)控制命令以用于相对于工件接收座14上的被测对象来控制测量头16。随后，根据步骤88，做出决定是否旨在要选择进一步的测量元素和/或测试特征。

根据步骤90，现在确定所有所选测试特征的测量不确定性，其中优选地使用了来自PTB的虚拟CMM软件工具。替代地或额外地，能够具体使用基于计算机的仿真来确定基于所述第一控制命令的、使用评估与控制单元26、28的测量时间。在一些示例性实施例中，确定用户预先确定并且存储在评估单元28的存储器38中的所确定的测量时间与限定的目标时间之间的差值。

根据步骤92，取决于所获得的测量不确定性和/或第一测量时间和/或该差值，来确定经相对于步骤86的第一控制命令至少部分地修改的第二控制命令。在优选的示例性实施例中，第二控制命令引起在自动测量序列的至少一些点处，测量头16的经修改的移动行为、具体是经修改的移动速度和/或触感。在一些示例性实施例中，经修改的(第二)控制命令可以包括传感器变化和/或探针系统的变化。根据循环94，可以反复地重复确定测量不确定性和经修改的控制命令。

在完成迭代循环94之后，经修改的(第二)测量序列完成并且可以经由数据链路42传输至控制单元26。根据步骤96，控制单元26基于第二控制命令记录测量值并且随后使所述测量值可用于评估单元28以便进行评估。根据步骤98，取决于所记录的测量值来量化测试特征并且例如输出在图像显示设备30上。

在一些优选的示例性实施例中，当创建(经修改的)测量序列时，评估单元28向用户显示有限数量的变化选项，以使针对所选的测试特征的限定的测量不确定性相对于可接受的制造公差达到希望值。在一些变体中，评估单元28相应地向用户显示出对测量不确定性具有最大影响的变化选项、例如在每种情况下为三个。接着用户可以借助于评估单元28进行测量序列的修改，例如藉由确认由评估单元28提出的修改。特别有利的是，虽然少见，但新颖的方法包括确定导致至少一个几何元素的测量不确定性增大的、针对该相应几何元素的经修改的第二控制命令。这有利地发生在与其他几何元素和/或测试特征的可接受制造公差相比其可接受制造公差特别高的所有几何元素中。

因此，在优选的示例性实施例中，新颖的方法和相应的装置总体上包含对测量序列的基于计算机的优化，其中可获得的测量不确定性被用作决定性的优化准则。在优化的范围内，特别地修改了测量头相对于用于被测对象的工件接收座的移动的移动参数、和/或所采用的传感器的特性。有利的是，评估单元28包含用于语音输入的软件工具，使得用户可以经由语音输入来进行和/或确认这些修改。

Claims (14)

1.一种用于确定具有多个几何元素(46，48，50，52)的被测对象(32)的实际尺寸特性的方法，所述方法包括以下步骤：

-提供具有测量头(16)的坐标测量机(12)，该测量头用于记录表示该被测对象(32)上的至少一个测量点的位置的测量值，

-提供表示该被测对象(32)的该多个几何元素(46，48，50，52)的既定特性的既定数据(34)，其中，这些既定特性包含这些几何元素的可接受制造公差，

-借助于计算机来创建(78-88)测量序列(40)，所述测量序列设定了该测量头(16)相对于该被测对象(32)的移动；并且记录在相对于该被测对象(32)的限定的测量头位置处的测量值，其中，从该多个几何元素(46，48，50，52)中选择限定的几何元素，并且取决于该既定数据来设定与这些限定的几何元素有关的测试特征(56，58，60，62，64)，并且其中，取决于这些测试特征(56，58，60，62，64)来设定用于相对于这些限定的几何元素来控制该测量头(16)的控制命令，

-借助于该测量头(16)来记录(96)该被测对象(32)上的多个独立测量值，其中取决于这些控制命令来控制该测量头(16)，并且

-取决于这些独立测量值来确定(98)数值，其中，这些数值表示该被测对象(32)的、与这些测试特征(56，58，60，62，64)相对应的实际尺寸特性，

其特征在于，首先借助于计算机创建第一测量序列，所述测量序列设定了(86)第一控制命令，并且在于，该第一测量序列在记录这些独立测量值之前借助于计算机被修改，以获得(92)具有第二控制命令的第二测量序列，其中，所述第二控制命令至少部分地与所述第一控制命令不同，其中，取决于所述第二控制命令来控制(96)用于记录这些独立测量值的该测量头(16)，其中，借助于计算机来选择所述第二控制命令，其方式为使得这些数值各自具有限定的测量不确定性，该限定的测量不确定性比这些几何元素的可接受制造公差小了限定的绝对值，其中，取决于所述第一控制命令来确定(90)该限定的测量不确定性，其中，取决于所确定的测量不确定性来修改(92)该第一测量序列，并且其中，选择所述第二控制命令，其方式为使得针对这些测试特征(56，58，60，62，64)中的至少一者，该限定的测量不确定性增大，同时维持或减小至少一个其他测试特征的限定的测量不确定性。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于计算机来选择所述第二控制命令，其方式为使得这些数值各自具有在可接受制造公差的10％与50％之间的限定的测量不确定性。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，基于多个迭代步骤来确定(94)所述第二控制命令。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在完全完成该第一测量序列之后确定(92)所述第二控制命令。

5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该第一测量序列已经完全完成之后，确定(92)所述第二控制命令。

6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一控制命令和所述第二控制命令分别设定该测量头(16)相对于该被测对象(32)的移动参数。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供其中存储了该坐标测量机(12)的机器特性(36)的第一数据库，其中，取决于这些机器特性来确定所述第二控制命令。

8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供其中存储了表示参考被测对象(39)的实际尺寸特性的另外数值(38)的第二数据库，其中，取决于这些另外数值来确定所述第二控制命令。

9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，用于记录这些测量值的该测量头(16)装配有限定的传感器安排(20，22)，该限定的传感器安排是取决于该限定的测量不确定性来确定的。

10.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步选择所述第二控制命令，其方式为使得该第二测量序列产生限定的测量时间。

11.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，取决于个体用户的许可来进一步选择所述第二控制命令。

12.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于语音输入来创建该第一测量序列和/或该第二测量序列。

13.一种用于确定具有多个几何元素(46，48，50，52)的被测对象(32)的实际尺寸特性的装置，所述装置包括用于固持该被测对象(32)的工件接收座(14)；包括测量头(16)，该测量头是相对于该工件接收座(14)可移位的并且被实施成记录表示该被测对象(32)上的至少一个测量点的位置的测量值；包括评估与控制单元(26，28)，该评估与控制单元取决于限定的测量序列(40)来使该测量头(16)相对于该工件接收座(14)移位；并且包括接口(33)，该接口用于提供表示该被测对象(32)的该多个几何元素(46，48，50，52)的既定特性的既定数据，其中，这些既定特性包含这些几何元素的可接受制造公差；其中，该评估与控制单元(26，28)被实施成利于基于计算机来创建测量序列，该测量序列设定了该测量头(16)相对于该被测对象(32)的移动，并且记录在相对于该被测对象(32)的限定的测量头位置处的测量值；其中，能够从该多个几何元素(46，48，50，52)中选择限定的几何元素，并且能够取决于所述既定数据来设定与这些限定的几何元素有关的测试特征(56，58，60，62，64)；并且其中，能够取决于这些测试特征(56，58，60，62，64)来设定用于相对于这些限定的几何元素来控制该测量头(16)的控制命令；其中，该评估与控制单元(26，28)进一步被实施成用于取决于所述控制命令来控制该测量头(16)，以记录该被测对象(32)上的多个独立测量值、并且取决于这些独立测量值来确定第一数值；其中，这些第一数值表示该被测对象(32)的、与这些测试特征(56，58，60，62，64)相对应的实际尺寸特性；其特征在于，该评估与控制单元(26，28)被进一步实施成用于首先创建第一测量序列，该第一测量序列设定了用于相对于该被测对象(32)来控制该测量头(16)的第一控制命令；并且在记录这些独立测量值之前修改该第一测量序列，以获得具有第二控制命令的第二测量序列；其中，所述第二控制命令至少部分地与所述第一控制命令不同，其中，该评估与控制单元(26，28)被实施成用于取决于所述第二控制命令来控制用于记录这些独立测量值的该测量头(16)，其中，选择所述第二控制命令，其方式为使得这些数值各自具有限定的测量不确定性，该限定的测量不确定性比这些几何元素的可接受制造公差小了限定的绝对值，其中，该评估与控制单元(26，28)被实施成用于取决于所述第一控制命令来确定(90)所限定的测量不确定性、并且用于取决于所确定的测量不确定性来修改该第一测量序列，其中，借助于计算机来选择所述第二控制命令，其方式为使得这些测试特征(56，58，60，62，64)中的至少一者的该限定的测量不确定性增大，同时维持或减小至少一个其他测试特征的限定的测量不确定性。

14.一种包括程序代码的计算机存储介质，该计算机存储介质被配置成用于当在坐标测量机的评估与控制单元上运行该程序代码时执行如权利要求1或2所述的方法。