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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmeßsystem
mit einem Tastsystem und ein Verfahren zur Einstellung der Empfindlichkeit des
Tastsystems des Koordinatenmeßsystems.
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Koordinatenmeßsysteme
sind grundsätzlich bekannt.
Sie können
dazu verwendet werden, die Form eines Körper zu erfassen, wozu sie über ein Tastsystem
mit einem Taststift verfügen.
Zur Erfassung der Koordinaten eines Punktes auf der Oberfläche des
Körpers
kann der Taststift auf die Oberfläche des Körpers bewegt werden, bis er
nach einem vorgegebenen Kriterium sicher mit der Oberfläche in Kontakt
ist. Danach wird die Position des Taststifts erfaßt. Alternativ
kann bei sogenannten scannenden Verfahren der Tastkopf über die
Oberfläche
bewegt werden, wobei dessen Position erfaßt wird.
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Die
Empfindlichkeit des Tastsystems, d. h. die minimale Kraft auf den
Taststift bzw. die minimale Auslenkung des Taststifts, bei der bei
Antasten der Oberfläche
noch eine Oberflächenstruktur
sicher erfaßt
werden kann, sollte dabei je nach den Eigenschaften des Körpers und
gegebenenfalls vorhandenen Störungen
in der Umgebung des Koordinatenmeßsystems eingestellt werden.
Beispielsweise sollte bei einem Körper aus einem weichen Material
die Antastkraft gering sein, um Deformationen der Oberfläche durch
das Antasten möglichst
gering zu halten. Andererseits können
durch äußere Einflüsse der
Umgebung hervorgerufene Effekte, beispielsweise Schwingungen, als
Antasten wahrgenommen werden, wenn die Empfindlichkeit des Tastsystems
im Vergleich zu der Stärke
der Störung
zu hoch ist.
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In
der
EP 0643280 A1 ist
ein Koordinatenmeßgerät beschrieben,
bei dem die Parameter für
die Tastkopfelektronik, die die Art und Weise der Signalverarbeitung
bestimmen, eingestellt werden können. Für die verschiedenen
Meßaufgaben
können
die Wertekombinationen der Parameter in vordefinierten Dateien zusammengestellt
werden. Auch sind in der Druckschrift verschiedene Betriebsarten
abgesprochen (genaues Messen, schnelles Messen), denen entsprechende
Werte der Parameter für
die Tastkopfelektronik zugeordnet sind. In der
JP 10103948 A ist die Einstellung
von Meßbedingungen
und in der
DE 19508861
A1 die Auswahl von Auswertemodulen im Zusammenhang mit
Koordinatenmeßgeräten dargestellt.
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Um
die Empfindlichkeit zu verändern,
müssen
jedoch die Werte mehrerer Parameter, die den Betrieb des Koordinatenmeßsystems
und insbesondere des Tastsystems beeinflussen, verändert werden.
Da die Parameter in der Regel einen nichtlinearen Einfluß auf die
Empfindlichkeit haben und zur Erzielung einer gewünschten
Empfindlichkeit in Abhängigkeit
voneinander eingestellt werden müssen,
kann die Empfindlichkeit von einem Bediener eines Koordinatenmeßsystems
nicht ohne weiteres in gewünschter
Weise verändert
werden.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Koordinatenmeßsystem
mit einem Tastsystem zu schaffen, bei dem die Empfindlichkeit des
Tastsystems einfach eingestellt werden kann sowie ein Verfahren
zur einfachen Einstellung der Empfindlichkeit eines Tastsystems
eines Koordinatenmeßsystems
anzugeben.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren zur Einstellung der Empfindlichkeit eines Tastsystems
eines Koordinatenmeßsystems,
die von Werten von wenigstens zwei Betriebsparametern des Tastsystems
abhängt,
bei dem ein Wert eines Empfindlichkeitsparameters erfaßt wird,
und auf der Basis des Wertes des Empfindlichkeitsparameters unter Verwendung
eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dem Empfindlichkeitsparameter
und den Betriebsparametern die Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter
ermittelt und zum Betrieb des Tastsystems verwendet werden, wobei
Werte des Empfindlichkeitsparameters aus einem vorgegebenen kontinuierlichen
Wertebereich erfaßt
werden.
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Die
Aufgabe wird weiter gelöst
durch ein Koordinatenmeßsystem
mit einem Tastsystem, das wenigstens einen Tastkopf mit einem taktilen,
optischen oder kapazitiven Sensor zum Erfassen von Koordinaten mindestens
eines Punktes auf einer Oberfläche eines
Körpers
und eine mit dem Tastkopf verbundene Betriebseinrichtung zur Ansteuerung
wenigstens des Sensors und/oder Verarbeitung von Signalen wenigstens
des Sensors umfaßt,
die durch Zuführung von
Signalen, die die Werte von wenigstens zwei Betriebsparametern des
Tastsystems wiedergeben, unter Beeinflussung einer Empfindlichkeit
des Tastsystems konfigurierbar ist, wobei das Koordinatenmeßsystem
weiter eine mit der Betriebseinrichtung verbundene Konfigurationseinrichtung
umfaßt,
die eine Eingabeschnittstelle zur Eingabe eines Wertes eines Empfindlichkeitsparameters
aufweist, und die in Abhängigkeit
von dem eingegebenen Wert des Empfindlichkeitsparameters unter Verwendung
eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dem Empfindlichkeitsparameter
und den Betriebsparametern Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter
ermittelt und dann an die Betriebseinrichtung übermittelt, wobei die Konfigurationseinrichtung
so ausgebildet ist, daß als
mögliche
Werte des Empfindlichkeitsparameters beliebige Werte in einem vorgegebenen kontinuierlichen
Wertebereich vorgesehen sind.
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Das
Koordinatenmeßsystem
umfaßt
zunächst
das Tastsystem und kann darüber
hinaus insbesondere noch über
eine in definierter Weise mittels eines Antriebs des Koordinatenmeßsystems
verfahrbare Halterung, an der das Tastsystem gehalten ist, sowie
eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Antriebs und zur Verarbeitung
von Meßsignalen
des Tastsystems verfügen.
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Bei
dem Tastsystem kann es sich insbesondere um taktil, optisch oder
kapazitiv arbeitende Tastsysteme mit entsprechenden Tastköpfen, für Einzelpunktmessung
ausgelegte oder für
scannenden Betrieb vorgesehene Tastsysteme handeln. Insbesondere
können
als taktil arbeitende Tastsysteme messende oder schaltende, aktive
oder passive Systeme zum Einsatz kommen. Die Art des Sensors des
Tastsystems richtet sich nach der Art des Tastsystems. Insbesondere
kann er bei schaltenden Systemen wenigstens einen Schalter umfassen,
dessen Zustand bei definiertem Antasten einer Oberfläche geändert wird.
Optisch arbeitende Tastsysteme können über ein
Detektionselement für
Strahlung einer Strahlungsquelle des Tastsystems als Sensor verfügen. Das
Tastsystem kann weiter, beispielsweise bei Tastköpfen für scannenden Betrieb, Meßkraftgeneratoren aufweisen,
um den Taststift mit definierter Kraft auf die abzutastende Oberfläche zu drücken.
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Das
Tastsystem umfaßt
neben dem Tastkopf mit dem Sensor die Betriebseinrichtung für den Sensor,
die zur Ansteuerung des Sensors und/oder Verarbeitung von Signalen
des Sensors dient und deren Aufbau und Funktion sich daher nach
der Art des Sensors richtet. Sie kann auch zum Betrieb eines gegebenenfalls
vorhandenen Meßkraftgenerators
dienen.
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Die
Betriebseinrichtung ist durch Vorgabe von Werten für wenigstens
zwei Betriebsparameter des Tastsystems bzw. Zuführung von Signalen, die die
Werte für
die Betriebsparameter wiedergeben, konfigurierbar; beispielsweise
können
die Werte von wenigstens zwei der folgenden Betriebsparameter vorgegeben
werden: die Empfindlichkeit eines Verstärkers der Betriebseinrichtung
zur Verstärkung
eines Signals des Sensors, ein eine Charakteristik eines Frequenzfilters
der Betriebseinrichtung für
Signale des Sensors wenigstens teilweise beschreibender Parameter
und ein Schwellwert für
eine Triggerschaltung der Betriebseinrichtung, die Signale des Sensors
auswertet. Darüber
hinaus können über Betriebsparameter
verschiedene in der Betriebseinrichtung implementierte Signal- bzw. Antasterkennungsverfahren
oder verschiedene Filter zum Betrieb ausgewählt werden. Zum Empfang der
die Betriebsparameterwerte wiedergebenden Signale kann die Betriebseinrichtung
entsprechende Schnittstellen aufweisen.
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Um
diese Betriebsparameter für
einen gegebenen Taststift, eine gegebene Materialoberfläche und
gegebene, die Koordinatenmessung gegebenenfalls störende Umgebungseinflüsse zur
Erzielung einer gewünschten
Empfindlichkeit einstellen zu können,
wird nur der Wert eines Empfindlichkeitsparameters erfaßt, und
aus diesem werden dann die Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter
gemäß einem
vorgegebenem Zusammenhang zwischen dem Empfindlichkeitsparameter
und den Betriebsparametern ermittelt. Hierzu dient die Konfigurationseinrichtung,
die zur Erfassung eines gewünschten
Wertes des Empfindlichkeitsparameters, zur Umsetzung des Wertes
des Empfindlichkeitsparameters in entsprechende Werte der wenigstens
zwei Betriebsparameter und zur Übermittlung
entsprechender Signale an die Betriebseinrichtung dient. Sie kann
hierzu neben der Eingabeschnittstelle insbesondere einen Speicher,
in dem Instruktionen zur Ermittlung der Werte der Betriebsparameter
aus dem Wert des Empfindlichkeitsparameters gespeichert sind, und
einen mit der Eingabeschnittstelle, dem Speicher und der Betriebseinrichtung
verbundenen Prozessor zur Ausführung
der Instruktionen aufweisen.
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Ein
wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Benutzer
zur Einstellung der Empfindlichkeit des Koordinatenmeßsystems
bzw. des Tastsystems des Koordinatenmeßsystems nur einen Wert des
Empfindlichkeitsparameters einzugeben braucht, woraufhin die genaue
Konfiguration des Koordinatenmeßsystems
nach Ermittlung der Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter
automatisch erfolgt. Eingehende Kenntnisse des Benutzers über den
Aufbau und die die Empfindlichkeit beeinflussenden Parameter sind
nicht notwendig. Die Einstellung kann nicht nur einfach erfolgen,
sondern es ist auch möglich,
optimale Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter zu verwenden.
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Die
Werte der Betriebsparameter werden aus dem Wert des Empfindlichkeitsparameters
unter Verwendung eines vorgegebenen Zusammenhangs zwischen dem Empfindlichkeitsparameter
und den Betriebsparametern ermittelt. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise
unter Verwendung von Modellen für
das Tastsystem und Optimierungsverfahren ermittelt werden. Hierzu
kann die Konfigurationseinrichtung, beispielsweise durch Vorgabe
entsprechender Instruktionen, entsprechend ausgebildet sein. Vorzugsweise
enthält
der vorgegebene Zusammenhang zwischen dem Empfindlichkeitsparameter
und den wenigstens zwei Betriebsparametern Kennlinien und/oder Kennfelder,
die die zu verwendenden Werte der Betriebsparameter in Abhängigkeit von
dem Empfindlichkeitsparameter wiedergeben. Das Koordinatenmeßsystem
umfaßt
hierzu vorzugsweise einen mit der Konfigurationseinrichtung verbundenen
Kennlinien- und/oder Kennfeldspeicher, in dem zur Vorgabe des Zusammenhangs
zwischen dem Empfindlichkeitsparameter und den wenigstens zwei Betriebsparametern
Kennlinien bzw. Kennfelder für
die Parameter der Betriebseinrichtung in Abhängigkeit von dem Empfindlichkeitsparameter
gespeichert sind, und die Konfigurationseinrichtung ist dazu ausgebildet,
ausgehend von einem Wert des Empfindlichkeitsparameters unter Verwendung
der Kennlinien bzw. Kennfelder die Werte der wenigstens zwei Betriebsparameter
zu ermitteln. Bestehen für
einen Betriebsparameter nur wenige Auswahlmöglichkeiten, beispielsweise
für ein
Signalerkennungsverfahren, kann das Kennfeld als Tabelle mit einer
entsprechenden Anzahl von Einträgen
gegeben sein. Diese Ausführungsform
hat den Vorteil, daß zum
einen die Werte der Betriebsparameter sehr schnell und unter Verwendung
nur weniger Ressourcen ermittelt werden können. Zum anderen sind keine
Modelle für
die Ermittlung der Werte der Betriebsparameter notwendig. Vielmehr
können
diese auch experimentell ermittelt werden. Die Kennlinien oder Kennfelder
können beispielsweise
in Form von Matrizen bzw. Feldern gespeichert sein.
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Verschiedene
Tastsysteme, die mit dem ansonsten gleichen Koordinatenmeßsystem
verwendet werden können,
unterscheiden sich in dem Zusammenhang zwischen den Betriebsparametern
und der mit diesen erzielten Empfindlichkeit. Diese Unterschiede
können
dadurch berücksichtigt
werden, daß in
dem Kennlinien- und/oder Kennfeldspeicher für verschiedene vorgegebene
Tastsysteme jeweils verschiedene Kennlinien bzw. Kennfelder gespeichert sind
und je nach eingesetzem Tastsystem zur Ermittlung der Betriebsparameter
verwendet werden. Alternativ können
diese jeweils neu eingegeben werden. Es ist jedoch bevorzugt, daß der Kennlinien- und/oder Kennfeldspeicher
in der Betriebseinrichtung des Tastsystems angeordnet ist. Dies
hat den Vorteil, daß bei
Austausch des Tastsystems damit auch der Kennlinien- und/oder Kennfeldspeicher ausgetauscht
wird, so daß für die Konfiguration
immer die richtigen Kennlinien bzw. Kennfelder zur Verfügung stehen.
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Die
Werte des Empfindlichkeitsparameters können in beliebiger Art und
Weise vorgegeben werden. Die Werte des Empfindlichkeitsparameters
werden dabei aus einem vorgegebenen kontinuierlichen Wertebereich
erfaßt.
Dazu kann die Konfigurationseinrichtung so ausgebildet sein, daß als mögliche Werte
des Empfindlichkeitsparameters beliebige Werte in einem vorgegebenen
kontinuierlichen Wertebereich vorgesehen sind. Dies Ausführungsform hat
den Vorteil, daß die
Empfindlichkeit besonders feinfühlig
an die Anforderungen der Messung angepaßt gewählt werden kann. Ein Wertebereich
wird dabei insbesondere auch dann als kontinuierlich verstanden,
wenn aufeinanderfolgende Werte darin nur durch die Zahlendarstellung
in einem digitalen System bzw. der Konfigurationseinrichtung bedingt
voneinander beabstandet sind.
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Prinzipiell
kann der Wert des Empfindlichkeitsparameters auf beliebige Art und
Weise erfaßt werden.
Beispielsweise kann das Koordinatenmeßsystem ein entsprechendes
Eingabeelement wie einen Auswahlschalter, ein Potentiometer oder
einen Winkelgeber für
einen Drehknopf umfassen. Es ist jedoch bevorzugt, daß der Wert
des Empfindlichkeitsparameters über
eine graphische Benutzerschnittstelle erfaßt wird. Vorzugsweise umfaßt das Koordinatenmeßsystem
hierzu mit der Konfigurationeinrichtung verbundene Schnittstellen
für ein
Anzeigegerät
und ein Eingabegerät
und die Konfigurationseinrichtung ist dazu ausgebildet, den Wert
des Empfindlichkeitsparameters über
eine auf dem Anzeigegerät
dargestellte graphische Benutzerschnittstelle als Eingabeschnittstelle
einzulesen. Die Erfassung über
eine graphische Benutzerschnittstelle hat den Vorteil, daß zum einen
die hierzu notwendigen Geräte
ohnehin zum Betrieb vieler Koordinatenmeßsystem verwendet werden und
somit nur ein entsprechendes Softwaremodul bereitgestellt werden
muß. Als
Anzeigegeräte
können
beispielsweise Röhrenmonitore
oder Flüssigkristallanzeigen
benutzt werden. Als Eingabegeräte
bieten sich neben einer Tastatur oder einem Joystick Zeigegeräte wie beispielsweise
Mäuse oder
sog. „Trackballs” an. Besonders bevorzugt
kann ein berührungsempfindliches
Anzeigegerät
bzw. ein sogenannter Touchscreen verwendet werden, das bzw. der
eine Kombination von Anzeige- und Eingabegerät darstellt. Zum anderen können für den Benutzer
Hinweise zur Auswahl des Empfindlichkeitsparameters angezeigt werden,
die diesem die geeignete Auswahl erleichtern. Vorzugsweise umfaßt das Koordinatenmeßsystem
auch das Anzeige- und/oder das Eingabegerät.
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Die
graphische Benutzerschnittstelle kann auf verschiedene Art und Weise
gestaltet sein. Bei einer Ausführungsform
wird zur Erfassung des Wertes des Empfindlichkeitsparameters über die
graphische Benutzerschnittstelle ein Dreh- oder Schieberegler angezeigt,
wenigstens eine Eingabe über
ein Eingabegerät
zur Einstellung des Dreh- oder Schiebereglers erfaßt und entsprechend
der Eingabe der Wert des Empfindlichkeitsparameters ermittelt. Bei
dem Koordinatenmeßsystem
ist die Konfigurationseinrichtung so ausgebildet, daß auf deren
Ansteuerung auf einem mit der Schnittstelle für ein Anzeigegerät verbundenen
Anzeigegerät
ein Dreh- oder Schieberegler dargestellt wird, und daß sie Eingaben
von einem mit der Schnittstelle für das Eingabegerät verbundenen
Eingabegerät
zur Einstellung des Dreh- oder Schiebereglers in einen Wert des
Empfindlichkeitsparameters umsetzt. Diese Ausgestaltung der graphischen
Benutzerschnittstelle erlaubt in vorteilhafter Weise eine intuitive
Bedienung im Fall des kontinuierlichen Wertebereichs für den Empfindlichkeitsparameter.
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Alternativ
ist es bevorzugt, daß zur
Auswahl des Wertes des Empfindlichkeitsparameters über die graphische
Benutzerschnittstelle jeweils einem Wert des Empfindlichkeitsparameters
entsprechende Icons, Radio-Buttons oder in diskrete, jeweils einem Wert
des Empfindlichkeitsparameters zugeordnete Stellungen einstellbare
Dreh- oder Schieberegler angezeigt werden, und wenigstens eine Eingabe über ein
Eingabegerät
zur Auswahl eines der Icons, Radio-Buttons oder einer Stellung des
Dreh- oder Schiebereglers erfaßt
und entsprechend der Eingabe der Wert des Empfindlichkeitsparameters
ermittelt wird. Bei dem Koordinatenmeßsystem ist dazu die Konfigurationseinrichtung
so ausgebildet, daß auf deren
Ansteuerung auf einem mit der Schnittstelle für ein Anzeigegerät verbundenen
Anzeigegerät
für alternativ
einstellbare Werte des Empfindlichkeitsparameters jeweils ein Icon,
Radio-Button oder in diskrete, jeweils einem Wert des Empfindlichkeitsparameters
zugeordnete Stellungen einstellbare Dreh- oder Schieberegler dargestellt
wird und daß sie
Eingaben von einem mit der Schnittstelle für das Eingabegerät verbundenen
Eingabegerät
zur Auswahl eines Icons, Radio-Buttons
oder einer Stellung des Dreh- oder Schiebereglers in einen diesem
zugeordneten Wert des Empfindlichkeitsparameters umsetzt. Diese
Art der Erfassung des Wertes des Empfindlichkeitsparameters ist
besonders vorteilhaft, da der Wert des Empfindlichkeitsparameters
auf der Benutzeroberfläche
qualitativ und/oder durch Beschreibung der Umstände, unter denen er gewählt werden
sollte, dargestellt werden kann, so daß die Auswahl besonders einfach
erfolgen kann.
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Je
nach Art des Tastverfahrens kann es vorteilhaft sein, den Wert wenigstens
eines weiteren, nicht das Tastsystem betreffenden Betriebsparameters
des Koordinatenmeßsystems
in Abhängigkeit von
dem erfaßten
Wert des Empfindlichkeitsparameters einzustellen. Die Konfigurationseinrichtung
des Koordinatenmeßsystems
ist dazu vorzugsweise dazu ausgebildet, in Abhängigkeit von dem Wert des Empfindlichkeitsparameters
einen Wert wenigstens eines nicht das Tastsystem betreffenden Betriebsparameters
des Koordinatenmeßsystems
zu ermitteln und das Koordinatenmeßsystem entsprechend dem Wert
des Betriebsparameters zu konfigurieren. Der vorgegebene Zusammenhang
zwischen dem weiteren Betriebsparameter und dem Empfindlichkeitsparameter
kann in einer der zuvor in Bezug auf den Zusammenhang zwischen den
Betriebsparametern des Tastsystems und dem Empfindlichkeitsparameter
genannten Möglichkeiten
gegeben sein. Insbesondere können
auch hier Kennlinien verwendet werden. Diese Ausgestaltung hat den
Vorteil, daß das
Koordinatenmeßsystem
weitgehend durch Angabe nur der Empfindlichkeit konfiguriert werden
kann. Beispielsweise kann als weiterer Betriebsparameter die Geschwindigkeit,
mit der der Tastkopf verfahren wird, in Abhängigkeit von dem Wert des Empfindlichkeitsparameters
festgelegt werden.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Koordinatenmeßsystems nach einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung und
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2 eine
schematisch Blockdarstellung des Koordinatenmeßsystems in 1.
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In 1 verfügt ein Koordinatenmeßsystem nach
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zur Vermessung eines Werkstücks 1 über ein mittels
eines in 1 nicht gezeigten y-Antriebs in einer
y-Richtung über
einem Maschinentisch 2 verfahrbares Portal 3 mit
einem Portalbogen 4, auf dem in einer x-Richtung ein Querschlitten 5 mittels
eines ebenfalls in 1 nicht gezeigten x-Antriebs
verfahrbar geführt
ist. In dem Querschlitten 5 ist mittels eines nicht in 1 gezeigten
z-Antriebs eine Pinole 6 in z-Richtung verfahrbar, an der
ein Tastkopf 7 gehalten ist, der selbst einen Taststift 8 trägt. Die
genannten x-, y- und z-Antriebe wie auch ein Tastsystem, das neben
dem Tastkopf 7 und dem Taststift 8 noch eine Betriebseinrichtung 9 (vgl. 2)
umfaßt,
wird über
entsprechende in den Figuren nicht gezeigte Schnittstellen eine
Steuereinheit 10 und einen Rechner 11 mit Tastatur
gesteuert. An den Rechner 11 sind ein Anzeigegerät 12 in
Form eines Röhrenmonitors
und eine Maus 13 als Eingabegerät angeschlossen.
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Wie
in 2 veranschaulicht, verfügt der Tastkopf 7,
der in diesem Ausführungsbeispiel
vom schaltenden Typ ist, über
einen Sensor 14 zur Erfassung von Auslenkungen des Taststifts 8 aus
seiner Ruhelage.
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Zur
Ansteuerung des Sensors 14 und zur Auswertung der Signale
des Sensors 14 dient die Betriebseinrichtung 9,
die auch als Tastkopfelektronik bezeichnet wird. Sie umfaßt unter
anderem eine Verstärker
zur Verstärkung
von Signalen des Sensors 14, einen Filter zur Filterung
der verstärkten
Signale und eine Triggerschaltung zur Erkennung eines durch Auslenkung
des Taststifts 8 erreichten Schaltvorgangs. In der Triggerschaltung
sind verschiedene Signal- bzw. Antasterkennungsverfahren implementiert,
von denen eines durch Vorgabe eines entsprechenden Wertes eines
Betriebsparameters zu dem Betrieb auswählbar und aktivierbar ist.
Diese Einrichtungen sind durch Setzen von Werten von entsprechenden
Betriebsparametern, d. h. einer Verstärkung, einer Filterbreite,
eines Signalerkennungsverfahrens für die Triggerschaltung und
einer Triggerschwelle, konfigurierbar. Hierzu dient eine in 2 nicht
gezeigte, gegebenenfalls nur in Form von Software gegebene Konfigurationsschnittstelle
zum Empfang von Signalen.
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In
der Betriebseinrichtung 9 sind in einem Kennlinienspeicher 15 Kennlinien
in Tabellenform abgelegt, in der vorgegebenen Werten eines Empfindlichkeitsparameters
zum Betrieb optimierte und aufeinander abgestimmte Werte der Betriebsparameter zugeordnet
sind.
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Die
Betriebseinrichtung 9 kann physisch in der Steuereinheit 10 oder
vorzugsweise in dem Tastkopf 7 angeordnet sein.
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Die
Steuereinheit 10 dient zur Steuerung der Bewegung des Tastkopfs 7 mittels
der x-, y- und z-Antriebe und der damit koordinierten Aufnahme von
Meßsignalen
des Tastkopfs 7 bzw. der Betriebseinrichtung 9.
Die Funktionsweise dieser Antriebe, beispielsweise die Verfahrgeschwindigkeit,
ist, obwohl nicht unbedingt notwendig, in diesem Ausführungsbeispiel
zur Beeinflussung der Empfindlichkeit durch Vorgabe entsprechender
Werte den Antrieben zugeordneter Betriebsparameter konfigurierbar.
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Der
Rechner 11 dient zur Bedienung des Koordinatenmeßsystems
sowie der Auswertung erfaßter
Meßwerte
und verfügt
dazu über
einen Prozessor, einen Speicher, in dem neben Daten auch Instruktionen
eines Bedienungsprogramms gespeichert sind, sowie in den Figuren
nicht gezeigter Schnittstellen zu der Steuereinheit 10,
dem Anzeigegerät 12 und
dem Eingabegerät 13.
Inbesondere bildet der Rechner 11 eine Konfigurationseinrichtung 16 mit
in den Figuren nicht gezeigten Schnittstellen zu der Steuereinheit 10,
dem Anzeigegerät 12 und
dem Eingabegerät 13, mittels
derer das Tastsystem und die Antriebe bzw. die Steuereinheit 10 konfigurierbar
sind.
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Wesentliche
Funktionsblöcke
des Koordinatenmeßsystems
sind in 2 dargestellt. Wie bereits erwähnt, dient
die Betriebseinrichtung 9 zur Ansteuerung des Tastkopfs 7 und
zur Auswertung der Signale 14, insbesondere zur Erkennung
einer Antastung der Oberfläche
des Werkstücks 1.
Die Signale der Betriebseinrichtung 9 werden in an sich
bekannter Weise über
die Steuereinheit 10 bzw. eine Tastkopfbewegungssteuerung 17 an
eine durch entsprechende Programmierung des Rechners 10 gegebene
Meßsignalauswertung 18 übermittelt,
die die Meßsignale bzw.
-daten weiterverarbeitet.
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Die
Konfigurationseinrichtung 16 wird durch ein Modul 19 zur
Konfigurationsermittlung und eine mit diesem verbunden graphische
Benutzerschnittstelle 20 sowie in den Figuren nicht gezeigte
Schnittstellen zu der Steuereinheit 10, dem Kennlinienspeicher 15 in
der Betriebseinrichtung 9 und der Betriebseinrichtung 9 selbst
gebildet. Die Konfigurationseinrichtung kann allein durch entsprechende
Programmierung des Rechners 10 erhalten werden, d. h. in dessen
Speicher sind Instruktionen für
den Prozessor abgelegt, um eine Konfiguration in Abhängigkeit von
einem erfaßte
vorzunehmen. Die Schnittstellen umfassen insbesondere auch die zuvorerwähnten Schnittstellen
des Rechners 11.
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Zur
Konfiguration wird ein Empfindlichkeitsparameter verwendet, für den im
Ausführungsbeispiel
ein, bis auf die Zahlendarstellung im Rechner, kontinuierlicher
Wertebereich von 0 bis 10 vorgesehen ist, wobei der Wert 10 der
maximalen Empfindlichkeit entspricht. In den die Kennlinien wiedergebenden
Tabellen sind für
eine vorgegebene Anzahl von Werten des Empfindlichkeitsparameter
in Versuchen und/oder durch theoretische Verfahren optimierte und
aufeinander abgestimmte Werte der zur Konfiguration des Koordinatenmeßsystems
und insbesondere des Tastsystems verwendeten Betriebsparameter gespeichert.
Diese in den Tabellen bzw. durch die Kennlinien definierten Zusammenhänge können insbesondere
von der Steifheit des Taststifts 8, den Eigenschaften des
Sensors 14 und denen der Betriebseinrichtung 9,
insbesondere denen der elektronischen Funktionsgruppen darin, abhängen. Je nach
Wert des Empfindlichkeitsparameters können die entsprechenden Werte
der Betriebsparameter unmittelbar ausgelesen oder durch Interpolation
bestimmt werden.
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Zur
Eingabe eine Wertes des Empfindlichkeitsparameters dient die graphische
Benutzerschnittstelle 20. Durch sie wird auf dem Anzeigegeräte 12 ein
Schieberegler 21 angezeigt, dessen Schieber 22 mittels
des Eingabegeräts 13,
also der Maus, entlang einer Linie vorgegebener Länge verschiebbar
ist. In Abhängigkeit
von den Eingabesignalen des Eingabegeräts 13 wird mit der
Position des Schiebers 21 entlang der Linie ein der Position
entsprechender Wert des Empfindlichkeitsparameters ermittelt und an
das Konfigurationsermittlungsmodul 19 übertragen. Diese führt dann,
wie oben beschrieben, die Konfiguration aus, indem sie aus dem Wert
des Empfindlichkeitsparameters die entsprechenden Werte der Betriebsparameter
ermittelt und das Tastsystem, insbesondere die Betriebseinrichtung 9,
und die Tastkopfbewegungssteuerung 17 durch Zuführung die
ermittelten Werte wiedergebender Signale entsprechend konfiguriert.
Entsprechend werden die Antriebe durch Ermittlung und nachfolgendes
Setzen von Werten der diesen zugeordneten Betriebsparameter in Abhängigkeit
von dem Wert des Empfindlichkeitsparameters unter Verwendung von
in der Konfigurationseinrichtung abgelegten Kennlinien konfiguriert.
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Ein
Benutzer braucht daher zur Einstellung der Empfindlichkeit des Koordinatenmeßsystems, beispielsweise
in Abhängigkeit
von der Weichheit und/oder Struktur der Oberfläche des Werkstücks 1, der
Steifheit des Taststifts 8 und der Umgebungsbedingungen,
beispielsweise Schwingungen in der Umgebung des Koordinatenmeßsystems,
nur den Schieberegler 22 zu betätigen, um damit sehr günstige Werte
für eine
Reihe von die Empfindlichkeit des Koordinatenmeßsystems und insbesondere des Tastsystems
bestimmenden Betriebsparametern zu setzen.
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Bei
noch einer anderen Ausführungsform wird
statt des Röhrenmonitors 12 und
des Eingabegeräts 13 in
Form einer Maus ein Touchscreen als kombiniertes Anzeige- und Eingabegerät verwendet. Bei
Berührung
der Anzeigefläche
im Bereich eines Radio-Buttons wird dieser ausgewählt. Dies
hat den Vorteil, daß eine
sehr intuitive Bedienung bei Verwendung nur weniger bewegbarer Bestandteile
erreicht wird.