DE102007013633A1

DE102007013633A1 - Measurement object and holder e.g. magazine, identifying method for coordinate measuring device, involves producing scanning signal, which corresponds to shape, orientation of identification body of holder, or position with respect to body

Info

Publication number: DE102007013633A1
Application number: DE200710013633
Authority: DE
Inventors: Ernst Stumpp; Otto Ruck; Eckhard Enderle; Stefan Hitzler; Kai Schäffauer
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2007-03-19
Filing date: 2007-03-19
Publication date: 2008-09-25

Abstract

The method involves providing an identification body (19) additional to a measurement object (17). A part of a holder (15) e.g. magazine, is scanned. A scanning signal is produced based on the scanning result, where the scanning signal corresponds to shape, an orientation of the identification body, of the holder, or a position with respect to the body of the holder. The signal and /or information obtained from the signal are used to identify the holder or the measurement object. Independent claims are also included for the following: (1) a system comprising holders for holding a measuring sensor (2) a coordinate measuring device comprising a control device.

Description

Die Erfindung betrifft die Vorbereitung eines Messbetriebes eines Koordinatenmessgeräts, wobei ein Halter zum Halten zumindest eines Mess-Sensors vorgesehen ist. Bei dem Mess-Sensor handelt es sich insbesondere um einen Taster zum mechanischen Abtasten eines Messobjekts.The Invention relates to the preparation of a measuring operation of a coordinate measuring machine, wherein a holder for holding at least one measuring sensor is provided is. The measuring sensor is in particular a button for mechanical scanning of a measuring object.

Magazine und einzelne Halter für Mess-Sensoren werden häufig so angeordnet, dass der Messkopf eines Koordinatenmessgeräts den Halter während des Messbetriebes anfahren kann, um einen darin gehaltenen Mess-Sensor anzukoppeln oder einen Mess-Sensor an den Halter abzugeben. Damit ein solches Auswechseln von Mess-Sensoren schnell und präzise während des Messbetriebes ausgeführt werden kann, sollte die Steuerung des Koordinatenmessgeräts den Ort, die Orientierung (Ausrichtung) und den Typ des Halters kennen. Die zum Auswechseln eines Mess-Sensors abzuarbeitenden Bewegungsroutinen des Messkopfes können sich bei verschiedenen Haltertypen erheblich voneinander unterscheiden. In jedem Fall ist es hilfreich oder sogar erforderlich, dass der Messkopf den Mess-Sensor möglichst genau anfährt, wenn er ihn aufnehmen möchte. Außerdem muss es der Steuerung des Koordinatenmessgeräts aber auch bekannt sein, wo sich Teile des Halters befinden, um mit diesen Teilen nicht zu kollidieren und den für das Auswechseln des Mess-Sensors anzufahrenden Ort direkt anfahren zu können.Magazine and individual holders for measuring sensors become common arranged so that the measuring head of a coordinate measuring machine can approach the holder during measuring operation to attach a measuring sensor held therein or a measuring sensor to hand over to the holder. Thus, such replacement of measuring sensors fast and precise during measuring operation should be performed, the control of the coordinate measuring machine the location, the orientation and the type of holder know. The movement routines to be processed for replacing a measuring sensor The measuring head can be used with different types of holders differ significantly from each other. In any case, it is helpful or even required that the measuring head as possible the measuring sensor exactly if he wants to record it. Furthermore It must be the control of the CMM as well Be aware of where parts of the holder are to be with these Sharing does not collide and that for replacing be approached directly to the location to be approached by the measuring sensor.

Unter einem Halter für einen Mess-Sensor wird jede Art von Einrichtung verstanden, die zumindest einen Mess-Sensor halten kann. Dabei ist es nicht zwingend erforderlich (wenn auch möglich), dass der Halter den Mess-Sensor festklemmt und/oder verriegelt.Under a holder for a measuring sensor is any type of device understood that can hold at least one measuring sensor. It is it is not mandatory (if possible) that the holder clamps and / or locks the measuring sensor.

Unter einem Koordinatenmessgerät wird jegliche Art von Messeinrichtung verstanden, die Abmessungen und/oder Formen von Messobjekten durch Messung bestimmen kann, insbesondere durch optisches und/oder mechanisches Abtasten des Messobjekts. Da insbesondere Mess-Sensoren zum mechanischen Abtasten von Messobjekten häufig während des Messbetriebes ausgewechselt werden, bilden solche Mess-Sensoren einen bevorzugten Anwendungsfall.Under a coordinate measuring machine is any kind of measuring device understood, the dimensions and / or shapes of DUTs by Can determine measurement, in particular by optical and / or mechanical Scanning the DUT. As in particular measuring sensors for mechanical Scanning of measuring objects frequently during measuring operation be replaced, such measuring sensors form a preferred Application.

Ferner liegt das Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung insbesondere bei Koordinatenmessgeräten mit zumindest einem beweglichen Messkopf, der wiederum zumindest einen Mess-Sensor tragen kann, wobei der Mess-Sensor auswechselbar ist. Bei dem Koordinatenmessgerät handelt es sich z. B. um ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise.Further is the field of application of the present invention in particular in coordinate measuring machines with at least one movable measuring head, which in turn can carry at least one measuring sensor, wherein the Measuring sensor is interchangeable. In the coordinate measuring machine is it z. B. a coordinate measuring machine in gantry design.

Ein Magazin (ein Halter für eine Mehrzahl von Mess-Sensoren) ist z. B. in WO 93/09398 beschrieben. Das Magazin hat eine Mehrzahl von Plätzen, an denen jeweils ein Modul mit einem stiftartigen Sensor zum mechanischen Abtasten eines Messobjekts angeordnet werden kann. Ein anderes Magazin ist in DE 39 222 96 beschrieben. Von diesem Magazin werden Tastköpfe durch Magnetkräfte bei horizontaler Ausrichtung der Taststifte gehalten.A magazine (a holder for a plurality of measuring sensors) is z. In WO 93/09398 described. The magazine has a plurality of places, on each of which a module with a pen-like sensor for mechanical scanning of a measurement object can be arranged. Another magazine is in DE 39 222 96 described. From this magazine probes are held by magnetic forces with horizontal alignment of the styli.

Beispiele dafür, wie Mess-Sensoren am Messkopf eines Koordinatenmessgeräts ausgewechselt werden können, sind in den beiden genannten Druckschriften beschrieben. Es sind jedoch auch andere Konstruktionen von Haltern und entsprechende Verfahren zum Auswechseln der Mess-Sensoren möglich.Examples such as measuring sensors on the measuring head of a coordinate measuring machine can be replaced, are in the two cited documents described. However, there are also other constructions of holders and corresponding method for replacing the measuring sensors possible.

Wenn ein oder mehrere Halter im Messbereich oder in der Nähe des Messbereichs eines Koordinatenmessgeräts angeordnet werden, wird vor Aufnahme des Messbetriebes z. B. zunächst ermittelt, welche Abmessungen und Form der Halter hat. Ferner wird ermittelt, an welcher Position sich der Halter befindet und wie er orientiert ist. Da es sich bei Haltern um verhältnismäßig komplex geformte Objekte handeln kann, ist das Vermessen des Halters unter Umständen ein zeitaufwendiger Vorgang, der durch geeignete Messstrategien optimiert werden kann. Es ist daher möglich, für neue Typen von Haltern jeweils eine Messstrategie zu entwickeln und in die Software der Steuerung des Koordinatenmessgeräts zu integrieren. Allerdings ist die optimale Strategie zum Vermessen eines Halters nicht allein von dem Halter selbst abhängig, sondern auch von dem Ort im Messbereich oder außerhalb des Messbereichs, an dem er angeordnet wird, und außerdem von seiner Orientierung. Z. B. kann eine an sich optimale Messstrategie nicht angewandt werden, wenn der Halter unmittelbar neben einem anderen Gegenstand angeordnet wird und daher ein Anfahren des Halters mit dem Messkopf des Koordinatenmessgeräts nicht von allen Seiten möglich ist. Eine vorhandene Messstrategie muss daher unter Umständen angepasst oder ersetzt werden.If one or more holders in the measuring range or in the vicinity arranged the measuring range of a coordinate measuring machine be, before starting the measurement operation z. B. first determines what dimensions and shape the holder has. Furthermore, will determines where the holder is located and how he is oriented. Since holders are relative complex objects can act, is the measurement of the holder may be a time-consuming process, which may be Measuring strategies can be optimized. It is therefore possible For each type of holder, one measurement strategy is allowed develop and in the software of controlling the coordinate measuring machine to integrate. However, the optimal strategy is to measure a keeper does not depend solely on the keeper himself, but also from the location in the measuring range or outside the measuring range, where it is placed and also from its orientation. For example, an optimal measurement strategy can not be applied, when the holder is placed next to another item and therefore a start of the holder with the measuring head of the coordinate measuring machine not possible from all sides. An existing measurement strategy therefore may need to be adjusted or replaced.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Vorbereitung eines Betriebes eines Koordinatenmessgeräts anzugeben, so dass es mit geringem Aufwand möglich ist, einen Messbetrieb zu beginnen oder fortzusetzen, wenn ein Halter erstmals für den Messbetrieb bereitgestellt wird und/oder neu angeordnet wird. Insbesondere sollte der Zeitaufwand für den eigentlichen Messvorgang zur Bestimmung der Position, Orientierung und des Typs des Halters gering gehalten werden. Vorzugsweise soll aber auch der Aufwand für die Auswertung des Einmessvorgangs gering gehalten werden.It It is an object of the present invention to provide a method of preparation indicate an operation of a coordinate measuring machine, so that it is possible with little effort, a measuring operation to start or continue when a holder first time for the measuring operation is provided and / or rearranged. In particular, the time required for the actual Measuring procedure for determining the position, orientation and type of the holder are kept low. Preferably, but should also the effort for the evaluation of the calibration process low being held.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Halter so auszugestalten, dass seine Form, Position und/oder Orientierung ihn von anderen Haltern unterscheidet, und durch Abtasten eines Teils des Halters den Halter zu identifizieren. Vorhandene, vorgegebene Informationen über den Halter erlauben eine solche Identifizierung und können optional darüber hinaus genutzt werden, um den Einmessvorgang (d. h. die messtechnische Erfassung des Halters zur Vorbereitung des eigentlichen Messbetriebes) möglichst kurz zu halten.A basic idea of the present invention It consists in designing the holder so that its shape, position and / or orientation distinguishes it from other holders and by sensing a part of the holder to identify the holder. Existing, given information about the holder allow such an identification and can optionally be used in addition, in order to keep the Einmessvorgang (ie the metrological detection of the holder in preparation for the actual measurement operation) as short as possible.

Die Abtastung des Teils wird insbesondere von demjenigen Koordinatenmessgerät vorgenommen, dessen Messbetrieb vorbereitet wird, d. h. das einen Mess-Sensor aus dem Halter aufnehmen und/oder an diesen abgeben können soll.The Sampling of the part is in particular of that coordinate measuring machine whose measuring operation is being prepared, d. H. the one Pick up the measuring sensor from the holder and / or deliver it to the holder should be able.

Bei dem Teil des Halters, der abgetastet wird, muss es sich nicht um ein kompaktes Bauelement des Halters handeln, z. B. einen Fuß oder eine Wange, auf der ein Mess-Sensor aufliegt. Vielmehr ist „Teil des Halters" so zu verstehen, dass nicht der vollständige Halter mit all seinen Bauelementen, Oberflächen und Abmessungen durch eine Abtastung erfasst wird, sondern lediglich eine teilweise Abtastung vorgenommen wird. Vorzugsweise jedoch ist bei allen Haltern ein individuelles Formmerkmal vorhanden, das von gleicher Art ist. Z. B. weist jeder Halter ein quaderförmiges oder scheibenförmiges Bauelement auf, dessen Länge, Breite und/oder Dicke jedoch individuell für jeden Halter verschieden ist. Durch Ermitteln der Länge, Breite und/oder Dicke kann dann der Halter ermittelt werden.at the part of the holder being scanned does not have to be act a compact component of the holder, z. B. a foot or a cheek on which a measuring sensor rests. Rather, "is part of the holder "so that not the complete Holder with all its components, surfaces and dimensions is detected by a scan, but only a partial Scanning is performed. Preferably, however, is with all holders an individual shape feature exists that is of the same type. For example, each holder has a cuboid or disc-shaped Component on whose length, width and / or thickness, however individually different for each holder. By determining the length, width and / or thickness can then be determined by the holder become.

Wenn in dieser Beschreibung von einem Halter mit einem individuellen Formmerkmal die Rede ist, so ist darunter auch ein bestimmter Typ von Haltern zu verstehen, die grundsätzlich baugleich sind, jedoch aufgrund von Fertigungstoleranzen geringfügige Unterschiede ihrer Form aufweisen können. Nach Identifizierung eines Halter-Typs kann daher beim Einmessen noch eine genauere Vermessung des Halters vorgenommen werden. Aufgrund der Information über den Typ kann jedoch z. B. eine vorgegebene Messroutine ausgeführt werden, die für den Typ optimiert wurde. Die Messroutine kann beispielsweise durch Informationen definiert sein, die in einer computerlesbaren (insbesondere von einer Steuerung des Koordinatenmessgeräts lesbaren) Datei gespeichert sind. Außerdem kann eine Messroutine gegenüber einer vollständigen Vermessung des Halters deutlich vereinfacht und damit in ihrer Ausführung verkürzt werden, da z. B. nur ein Abstand oder einige wenige Abstände oder andere Maße bestimmt werden müssen.If in this description of a holder with an individual Form feature is so, including a certain type to understand holders that are basically identical, however minor differences due to manufacturing tolerances may have their shape. After identification of a Holder type can therefore still a more accurate measurement of the Halters be made. Because of the information about However, the type can z. B. executed a predetermined measurement routine which has been optimized for the type. The measuring routine may be defined, for example, by information contained in a computer readable (In particular from a control of the coordinate measuring machine readable) file are stored. In addition, a measurement routine compared to a complete measurement of the holder clearly simplified and thus shortened in their execution be because z. B. only a distance or a few distances or other dimensions must be determined.

Vorzugsweise sind die Fertigungstoleranzen bei der Herstellung eines Typs von Haltern jedoch so gering, dass beim Einmessen auf eine Vermessung des Halters verzichtet werden kann. Z. B. wird dann nach der Identifizierung des Halters lediglich noch die Position eines bestimmten (vordefinierten) Punktes des Halters im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts ermittelt und optional außerdem eine Orientierung des Halters in diesem Koordinatensystem ermittelt. Die Orientierung kann sich jedoch bei einer bevorzugten Ausführungsform auch schon aus den Abtastinformationen ergeben, die für die Identifizierung des Halters aufgenommen wurden.Preferably are the manufacturing tolerances in the manufacture of a type of But hold so low that when measuring on a survey of the Halters can be dispensed with. For example, then after identification of the holder only the position of a certain (predefined) Point of the holder in the coordinate system of the coordinate measuring machine determined and optionally also an orientation of the holder determined in this coordinate system. The orientation can be however, in a preferred embodiment already from the sample information provided for identification of the holder were recorded.

Die Identifizierung erfolgt insbesondere automatisch, wobei es einem Benutzer des Koordinatenmessgeräts überlassen sein kann, einen momentan an dem Koordinatenmessgerät montierten Mess-Sensor in einen vorgegebenen örtlichen Bereich relativ zu dem Halter zu bringen, d. h. insbesondere das Koordinatenmessgerät so zu steuern, dass dieser örtliche Bereich erreicht wird. Z. B. steuert der Benutzer den Mess-Sensor in einen örtlichen Bereich, der über einem Teil des Halters liegt, welcher eine individuelle, nur bei dem Halter vorhandene Form, Relativposition zu einem Bezugspunkt des Halters und/oder Orientierung in Bezug auf einen anderen Teil des Halters oder in Bezug auf das Koordinatenmessgerät hat. Nun kann ein vollautomatisch durchgeführtes Verfahren der Identifizierung des Halters begingen, z. B. indem der Mess-Sensor automatisch von oben auf den abzutastenden Teil des Halters herunterbewegt wird, bis er in Kontakt zu dem Teil des Halters gelangt und ein erster Oberflächenpunkt des Halters als Messpunkt aufgenommen wird. Gemäß einem vordefinierten Einmessverfahren kann nun ein oder können mehrere weitere Oberflächenpunkte des Halters automatisch von dem Koordinatenmessgerät erfasst werden. Z. B. liegen danach die Koordinaten der erfassten Oberflächenpunkte im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts vor. Aus den während der automatischen Abtastung erzeugten Abtastsignalen kann nun wiederum automatisch der Halter identifiziert werden, wobei außerdem vorgegebene Informationen berücksichtigt werden. Die vorgegebenen Informationen können z. B. sämtliche möglichen Halter betreffen, die in Kombination mit dem Koordinatenmessgerät verwendet werden können. Insbesondere kann z. B. für jeden möglichen Halter ein Formmerkmal des Halters oder eine Kombination von Formmerkmalen des Halters als vorgegebene Information vorhanden sein, insbesondere in einem Datenspeicher der Steuerung oder der Auswertungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts abgespeichert sein. Das Formmerkmal kann z. B. eine Länge, Breite oder Höhe eines Teils des Halters sein. Auch ein Abstand zwischen verschiedenen Teilen des Halters und/oder eindeutig identifizierbaren Punkten des Halters kann als Formmerkmal dienen. In der bevorzugten Ausgestaltung ist das Formmerkmal die Neigung einer ebenen Oberfläche eines Teils des Halters. Hierauf wird noch näher eingegangen.The In particular, identification takes place automatically, it being a Leave the user to the CMM may be a currently mounted on the coordinate measuring sensor into a given local area relative to that Bring holder, d. H. in particular the coordinate measuring machine to be controlled so that this local area is reached. For example, the user controls the measuring sensor in a local Area overlying a part of the keeper, which is a individual, only with the holder existing form, relative position to a reference point of the holder and / or orientation in relation to another part of the holder or to the coordinate measuring machine Has. Now, a fully automatic procedure can be performed the identification of the holder committed, z. B. by the measuring sensor automatically moved down from above on the part of the holder to be scanned until it comes into contact with the part of the holder and a first surface point of the holder recorded as a measuring point becomes. According to a predefined calibration procedure can now have one or more surface points of the holder automatically detected by the coordinate measuring machine become. For example, the coordinates of the detected surface points lie thereafter in the coordinate system of the coordinate measuring machine. Out the scan signals generated during the automatic scan again, the holder can be identified automatically, wherein also takes into account given information become. The given information can z. B. all possible holder in combination with the Coordinate measuring machine can be used. In particular, z. For every possible holder a shape feature of the holder or a combination of shape features the holder may be present as predetermined information, in particular in a data memory of the controller or the evaluation device be stored in the coordinate measuring machine. The shape feature can z. B. a length, width or height of a Be part of the owner. Also a distance between different ones Parts of the holder and / or clearly identifiable points of the holder can serve as a shape feature. In the preferred embodiment the feature is the slope of a flat surface a part of the holder. This will be discussed in more detail.

Allgemein formuliert kann die Bestimmung des Formmerkmals das Messen von dreidimensionalen Messpunkten (d. h. die Bestimmung der Position von Messpunkten im dreidimensionalen Raum) aufweisen. Aus den Messpunkten können dann z. B. geometrische Elemente berechnet werden, die das Messobjekt oder den Halter kennzeichnen und/oder die Bestimmung von dessen Orientierung und Position erlauben. Geometrische Elemente sind z. B. Punkte, gerade Linien, Flächen, Zylinder, Kegel, Kugeln, Ellipsoide, Hyperboloide, Paraboloide.Generally, the provision can be formulated of the shape characteristic, the measurement of three-dimensional measuring points (ie, the determination of the position of measuring points in three-dimensional space). From the measuring points can then z. B. geometric elements are calculated, which identify the measurement object or the holder and / or allow the determination of its orientation and position. Geometric elements are z. Points, straight lines, surfaces, cylinders, cones, spheres, ellipsoids, hyperboloids, paraboloids.

Z. B. kann das eine Formmerkmal aus den gewonnenen Abtastsignalen (z. B. von einer Auswertungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts) ermittelt werden und anschließend durch Vergleich mit den abgespeicherten Formmerkmalen ermittelt werden, welcher Halter diesem Formmerkmal entspricht. Dieser Halter ist dann identifiziert worden.Z. B. can the one shape feature from the obtained sampling signals (z. B. from an evaluation device of the coordinate measuring machine) be determined and then by comparison with the stored shape features are determined, which holder this Shape feature corresponds. This holder has then been identified.

Optional kann für jeden möglichen Halter ein Datensatz gespeichert sein und/oder von einem entfernt angeordneten Datenspeicher oder Speichersystem angefordert werden. Dieser Datensatz enthält z. B. sämtliche für die Steuerung des Koordinatenmessgeräts erforderlichen Informationen, um den eigentlichen Messbetrieb des Koordinatenmessgeräts (d. h. die Vermessung von Messobjekten) in Anwesenheit des Halters durchführen zu können. Wichtige Umstände für die Steuerung sind dabei z. B. die Abmessungen des Halters, seine Position und Orientierung im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts und der Ort sowie die Orientierung des oder der von dem Halter gehaltenen Mess-Sensoren und/oder der oder die Plätze, an denen Mess-Sensoren vom Halter aufgenommen werden können. Dabei muss der Datensatz nicht die vollständigen Informationen enthalten. Vielmehr können zusätzliche Berechnungen auf Basis des Datensatzes von der Steuerung erforderlich sein, um die vollständigen Informationen zu berechnen. So reicht es beispielsweise aus, wenn der Datensatz einzelne Randpunkte eines örtlichen Bereichs enthält, in den ein an dem Koordinatenmessgerät angekoppelter Mess-Sensor während des eigentlichen Messbetriebes nicht hineinbewegt werden darf, und zusätzlich einen Punkt und eine Bewegungsrichtung enthält, die für das Ankoppeln eines von dem Halter gehaltenen Mess-Sensors und/oder für das Ablegen eines Mess-Sensors in oder an den Halter erforderlich sind. Mit diesen Informationen, die in Bezug auf ein Koordinatensystem des Halters definiert sein können, können vordefinierte Steuerungsroutinen (z. B. in Software implementiert) des Koordinatenmessgeräts alle erforderlichen Steuerungsaufgaben erfüllen. Durch das Einmessen des Halters wird der Bezug zu dem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts hergestellt. Insbesondere kann nach dem Einmessen eine Registrierung des Halters in dem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts vorgenommen werden, d. h. die Transformationsmatrix und ein Transformationsvektor ermittelt werden, mit der das Koordinatensystem des Halters in das Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts transformiert werden kann.optional can be a record for any holder be stored and / or from a remote data store or storage system. This record contains z. B. all for the control of the coordinate measuring machine required information to the actual measuring operation of the Coordinate measuring device (ie the measurement of measuring objects) be able to perform in the presence of the holder. Important circumstances for the control are included z. As the dimensions of the holder, its position and orientation in the coordinate system of the coordinate measuring machine and the Location as well as the orientation of or held by the holder Measuring sensors and / or the one or more places where measuring sensors can be absorbed by the holder. The record must be do not contain the full information. Much more can do extra calculations based on the Record from the controller may be required to complete the To calculate information. So it is sufficient, for example, if the dataset is single edge points of a local area contains, in the one at the coordinate measuring machine Coupled measuring sensor during actual measuring operation can not be moved in, and in addition a point and a direction of movement that is for the Coupling a measuring sensor held by the holder and / or for placing a measuring sensor in or on the holder required are. With this information in relation to a Coordinate system of the holder can be defined predefined control routines (eg implemented in software) the coordinate measuring machine all the necessary control tasks fulfill. By measuring the holder is the reference made to the coordinate system of the coordinate measuring machine. In particular, after measuring a registration of the holder made in the coordinate system of the coordinate measuring machine be, d. H. the transformation matrix and a transformation vector be determined, with which the coordinate system of the holder in the Coordinate system of the coordinate measuring machine transformed can be.

Es ist ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, dass für einen bestimmten Halter oder Halter-Typ lediglich ein einziges Mal ein Formmerkmal oder eine Kombination von Formmerkmalen definiert sowie der Halter entsprechend ausgestaltet werden muss. Wenn außerdem Informationen vorgegeben werden, die es einer Steuerung eines Koordinatenmessgeräts ermöglichen, einen anhand des Formmerkmals identifizierten Halter beim Betrieb zu berücksichtigen (d. h. die durch den Halter definierten Randbedingungen für den Messbetrieb in Bezug auf das Koordinatensystem des Halters definieren), bestehen ferner die Vorteile, dass:

– die Identifizierung des Halters lediglich aufgrund des Formmerkmals oder der Kombination von Formmerkmalen möglich ist und daher der Messaufwand für das Einmessen wesentlich verkürzt werden kann,
– das Einmessen automatisch erfolgen kann, zumindest nicht erst spezielle Einmessstrategien für den Halter entwickelt werden müssen, wobei die Einmessstrategie bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren auch noch von der Position und Orientierung des Halters im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts abhängen kann, und
– aufgrund der vorgegebenen Informationen über den Halter auch die Registrierung im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts auf Basis von Abtastsignalen vorgenommen werden kann, die in wesentlich kürzerer Zeit gewonnen werden können, als es bei aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren der Fall ist.

It is a significant advantage of the invention that defines a shape feature or a combination of shape features only once for a particular holder or holder type and the holder must be configured accordingly. Furthermore, if information is provided which allows a coordinate measuring machine controller to take into account a holder identified using the shape feature in operation (ie define the conditions defined by the holder for the measuring operation with respect to the holder's coordinate system), there are further advantages; that:

- The identification of the holder is possible only because of the shape feature or the combination of shape features and therefore the measurement effort for the measurement can be significantly shortened,
- The calibration can be done automatically, at least not only special Einmessstrategien for the holder must be developed, the Einmessstrategie may also depend on the position and orientation of the holder in the coordinate system of the coordinate measuring machine in known from the prior art method, and
- Due to the predetermined information about the holder and the registration in the coordinate system of the coordinate measuring machine based on scanning signals can be made, which can be obtained in a much shorter time than is the case with known from the prior art method.

Es ist auch möglich, bereits vor der Erfindung bekannte Halter nachträglich mit einem Formmerkmal oder einer Kombination von Formmerkmalen auszustatten, die eine Identifizierung gemäß der Erfindung ermöglichen. Z. B. kann das Formmerkmal an einem zusätzlichen, kleinen Anbauteil vorhanden sein, welches an einen existierenden Halter angebaut (z. B. angeschraubt oder angeklebt) wird. Das Anbauteil ist z. B. ein annähernd quaderförmiger Körper, dessen nach oben weisende ebene Oberfläche abgeschrägt ist, so dass eine gegen die X-Y-Ebene (horizontale Ebene) des Koordinatensystems des Koordinatenmessgeräts geneigte ebene Fläche entsteht, wenn der Halter auf einen Messtisch des Koordinatenmessgeräts gestellt wird, dessen Oberfläche in der X-Y-Ebene verläuft. Bei anderen Ausgestaltungen kann der Halter jedoch auch auf andere Weise als durch Stellen auf den Messtisch im Bereich der Messanordnung aufgestellt werden oder angeordnet werden, so dass die geneigte ebene Oberfläche ebenfalls durch ihre Neigung relativ zu dem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts eine eindeutige Identifizierung des Halters ermöglicht. Ein weiteres Formmerkmal, das in Kombination mit dem Formmerkmal der Neigung zur Identifizierung eines Halters herangezogen werden kann, ist z. B. die Orientierung der geneigten ebenen Oberfläche relativ zu einem anderen Teil des Halters. Z. B. können zwei geneigte ebene Oberflächen an voneinander beabstandeten Teilen des Halters vorgesehen sein. Dies ermöglicht es, sehr viel mehr verschiedene Halter durch die Formmerkmale zu kennzeichnen, so dass sie in der erfindungsgemäßen Weise identifiziert werden können.It is also possible to subsequently equip known holders with a shape feature or a combination of shape features that enable identification according to the invention. For example, the shape feature may be present on an additional, small attachment that is attached (eg, bolted or glued) to an existing holder. The attachment is z. Example, an approximately cuboidal body whose upwardly facing planar surface is chamfered, so that an inclined against the XY plane (horizontal plane) of the coordinate system of the coordinate measuring machine formed flat surface when the holder is placed on a measuring table of the CMM, the surface in the XY plane. However, in other embodiments, the holder can be set up or arranged in other ways than by placing on the measuring table in the area of the measuring arrangement, so that the inclined planar surface also by their inclination relative to the coordinate system of the coordinate measuring a clear identification of the holder allows. Another feature that can be used in combination with the shape feature of the tendency to identify a holder, z. B. the orientation of the inclined planar surface relative to another part of the holder. For example, two inclined planar surfaces may be provided at spaced apart portions of the holder. This makes it possible to identify many more different holders by the shape features, so that they can be identified in the manner according to the invention.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Halter nicht nur von einem bestimmten Koordinatenmessgerät identifiziert werden können, sondern von allen Koordinatenmessgeräten, die z. B. mit den genannten vorgegebenen Informationen und entsprechenden Steuerungsroutinen zur Steuerung des Einmessvorgangs sowie Routinen zur Auswertung der beim Einmessen gewonnenen Abtastsignale ausgestattet sind.One Another advantage of the invention is that the holder is not only identified by a specific coordinate measuring machine but from all coordinate measuring machines, the z. B. with the specified information and corresponding Control routines for controlling the calibration process as well as routines equipped for the evaluation of the sampling signals obtained during calibration are.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass für die Identifikation das bereits vorhandene Koordinatenmessgerät ausreichend ist und keine weiteren Identifikationseinrichtungen, welche elektronisch ausgewertet werden müssten, wie z. B. ein Identifikations-Chip oder ähnliches erforderlich sind.One Another advantage is that for the identification the already existing coordinate measuring machine is sufficient is and no other identification devices which are electronic would have to be evaluated, such. B. an identification chip or the like is required.

Die Einführung des erfindungsgemäßen Identifizierungssystems bei allen Haltern, die wahlweise für den Betrieb von Koordinatenmessgeräten eingesetzt werden können, schafft für den Anwender, der sich möglichst nicht mit den Details der Bestimmung von Koordinaten und der Vorbereitung von Messungen beschäftigen möchte, eine akzeptable Lösung.The Introduction of the identification system according to the invention for all holders, which are optionally used for the operation of coordinate measuring machines can be created for the user who is if possible not with the details of the determination of coordinates and want to deal with the preparation of measurements, an acceptable solution.

An dieser Stelle soll erwähnt werden, dass das Abtasten beim Einmessvorgang auch ein optisches Abtasten der Oberfläche des Halters sein kann, wobei sich optisch auf die Verwendung von elektromagnetischer Strahlung bezieht, die nicht zwingend auf den für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich begrenzt ist. Bevorzugt wird allerdings eine mechanische Abtastung, die insbesondere mit einem Mess-Sensor erfolgen kann, der auch von dem zu identifizierenden Halter gehalten werden kann.At At this point it should be mentioned that the scanning at the Einmessvorgang also an optical scanning of the surface The holder may be optically based on the use of electromagnetic Radiation does not necessarily apply to humans visible wavelength range is limited. Prefers However, a mechanical scan, in particular with a Measuring sensor can be made, which is also to be identified by the Holder can be kept.

Es ist auch möglich, andere Gegenstände in derselben Weise wie hier für Halter beschrieben mit einem oder mehreren Formmerkmalen auszustatten, die dann von einem Koordinatenmessgerät erfasst werden können. Es wird in diesem Fall nicht der Halter identifiziert sondern der andere Gegenstand, für den dann ebenfalls zusätzliche vorgegebene Informationen vorhanden sein können, die über den Informationsgehalt hinausgehen, der zur Identifizierung des Gegenstandes nötig ist. Beispiele für solche Informationen wurden oben gegeben.It is also possible to have other items in it As described here for holder with one or more Outfit features, which then from a coordinate measuring machine can be detected. It will not be the case in this case Holder identifies but the other object for which then also additional predetermined information available which go beyond the information content, which is necessary for the identification of the object. Examples for such information was given above.

Z. B. handelt es sich bei den anderen Gegenständen um Messobjekte, die von einem Koordinatenmessgerät vermessen werden sollen. Eine Möglichkeit, die Formmerkmale vorzusehen ist, das oder die Formmerkmale, die den Gegenstand identifizieren, an einer Transportpalette vorzusehen, auf der der zu identifizierende Gegenstand transportiert wird oder worden ist. Das Formmerkmal ist daher in diesem Fall lediglich über die Palette mit dem Messobjekt verbunden. Insbesondere ist es möglich, den oben beschriebenen Quader mit abgeschrägter oberer, ebener Oberfläche an der Palette anzubringen. Ein Vorteil einer derartigen Identifizierung von Messobjekten besteht darin, dass kein zusätzliches Erkennungssystem zur Identifizierung des Messobjekts benötigt wird. Das Koordinatenmessgerät, welches die Vermessung durchführt, kann die Identifizierung selbständig vornehmen. Die Identifizierung erfolgt insbesondere so, wie in dieser Beschreibung für die Identifizierung von Haltern beschrieben ist.Z. For example, if the other objects are measurement objects, which are to be measured by a coordinate measuring machine. One way to provide the shape features is the or the shape features that identify the object on a Provide transport pallet on which the object to be identified is or has been transported. The feature is therefore in In this case, only via the pallet with the measurement object connected. In particular, it is possible to use the one described above Cuboid with bevelled upper, level surface to be attached to the pallet. An advantage of such an identification of measurement objects is that no additional Detection system needed to identify the DUT becomes. The coordinate measuring machine, which is the survey performs the identification independently make. The identification takes place in particular as in this Description for the identification of holders described is.

Z. B. kann nach Identifizierung des Messobjekts (d. h. insbesondere des Typs von Messobjekten) automatisch eine bestimmte Messroutine zum Vermessen des Messobjekts ausgeführt werden. Wenn dagegen ein anderes Messobjekt identifiziert wird, wird eine andere vorgegebene Messroutine automatisch ausgeführt.Z. B. can after identification of the measurement object (ie the type of measurement objects) automatically performs a specific measurement routine be carried out for measuring the measurement object. If against another measurement object is identified, another predetermined Measurement routine automatically executed.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Identifizierung eines Messobjekts für eine Vermessung durch ein Koordinatenmessgerät oder zur Identifizierung eines Halters zum Halten zumindest eines Mess-Sensors für ein Koordinatenmessgerät, insbesondere eines Tasters für ein tastendes Koordinatenmessgerät, wobei

• das Koordinatenmessgerät einen Identifizierungskörper, der zusätzlich zu dem Messobjekt vorhanden ist, oder einen Teil des Halters abtastet und aufgrund der Abtastung Abtastsignale erzeugt, die a) einer Form, b) einer Orientierung in Bezug auf andere Teile des Identifizierungskörpers oder des Halters und/oder c) einer Position in Bezug auf andere Teile des Identifizierungskörpers oder des Halters entsprechen, und
• die Abtastsignale und/oder daraus gewonnene Informationen einerseits sowie vorgegebene Informationen andererseits dazu verwendet werden, das Messobjekt oder den Halter zu identifizieren.

The invention particularly relates to a method for identifying a measuring object for a measurement by a coordinate measuring machine or for identifying a holder for holding at least one measuring sensor for a coordinate measuring machine, in particular a button for a momentary coordinate measuring machine, wherein

The coordinate measuring machine scans an identification body which is present in addition to the measuring object or a part of the holder and generates scanning signals on the basis of the scanning which have a) a shape, b) an orientation with respect to other parts of the identification body or the holder and / or c) correspond to a position with respect to other parts of the identification body or the holder, and
• The scanning signals and / or information derived therefrom on the one hand and given information on the other hand are used to identify the measuring object or the holder.

Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einer Mehrzahl von Haltern zum Halten jeweils zumindest eines Mess-Sensors für ein Koordinatenmessgerät, insbesondere eines Tasters für ein tastendes Koordinatenmessgerät, oder mit einer Mehrzahl von Messobjekten, denen jeweils ein separater Identifizierungskörper zugeordnet ist, wobei jeder der Halter einen Teil aufweist, der durch Folgendes als Identifizierungsmerkmal ausgestaltet ist, oder jeder der Identifizierungskörper durch Folgendes als Identifizierungsmerkmal ausgestaltet ist:

a) eine Form,
b) eine Orientierung in Bezug auf andere Teile des Identifizierungskörpers oder des Halters und/oder
c) eine Position in Bezug auf andere Teile des Identifizierungskörpers oder des Halters,

die den Identifizierungskörper oder den Halter von anderen Identifizierungskörpern oder Haltern des Systems unterscheidet.The invention further relates to a system having a plurality of holders for holding in each case at least one measuring sensor for a coordinate measuring device, in particular a probe for a momentary coordinate measuring machine, or with a plurality of measuring objects, each having a separate identification body is assigned, each of the holder has a part that is configured by the following as an identifying feature, or each of the identification body configured by the following as an identifying feature is:

a) a mold
b) an orientation with respect to other parts of the identification body or the holder and / or
c) a position relative to other parts of the identification body or the holder,

which distinguishes the identification body or the holder from other identification bodies or holders of the system.

Das System kann außerdem einen Datenspeicher aufweisen, auf den eine Steuerungs- und/oder Auswertungseinrichtung des Koordinatenmessgeräts zugreifen kann, wobei in dem Datenspeicher für jeden der Identifizierungskörper oder jeden der Halter Informationen über das Identifizierungsmerkmal gespeichert sind. Bei dem Datenspeicher kann es sich auch um einen verteilten, aus mehreren Speicherelementen bestehenden Speicher handeln, einschließlich der Möglichkeit, dass die Speicherelemente Teile von Speichereinrichtungen sind, die an verschiedenen Orten angeordnet sind und z. B. über ein Datenübertragungsnetz miteinander gekoppelt sind.The System may also include a data store on a control and / or evaluation device of the coordinate measuring machine can be accessed in the data store for each of the Identification body or each of the holder information about the identifier is stored. In the data store can it is also a distributed, multiple memory elements existing storage, including the ability to that the memory elements are parts of memory devices, which are arranged in different places and z. B. over Data transmission network are coupled together.

Das System kann außerdem Steuerinformationen aufweisen, die ausgestaltet sind, die Steuerungseinrichtung zu veranlassen, einen vorher anhand des Identifizierungsmerkmals identifizierten Halter oder identifiziertes Messobjekt durch das Koordinatenmessgerät zu vermessen. Insbesondere kann die Identifizierung des Halters oder des Messobjekts unmittelbar die Vermessung gesteuert durch die Steuerungseinrichtung auslösen.The System may also include control information that are configured to cause the controller, a previously identified by the identifier or identified measurement object by the coordinate measuring machine to measure. In particular, the identification of the holder or the measurement object directly controlled by the measurement Trigger control device.

Die Erfindung betrifft ferner ein Koordinatenmessgerät mit:

• einer Messeinrichtung zur Abtastung von Messobjekten, wobei die Messeinrichtung ausgestaltet ist, wahlweise mit verschiedenen Mess-Sensoren betrieben werden zu können, die von zumindest einem Halter gehalten werden, wenn sie nicht für den Messbetrieb benötigt werden,
• einer Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Betriebes der Messeinrichtung und einer
• Verarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung von Abtastsignalen der Messeinrichtung,

wobei die Steuerungseinrichtung ausgestaltet ist, einen Messbetrieb der Messeinrichtung so zu steuern, dass die Messeinrichtung einen Teil eines Halters für zumindest einen der Mess-Sensoren abtastet und Abtastsignale erzeugt, die einer Form, Position und/oder Orientierung des Halters entsprechen, und wobei die Verarbeitungseinrichtung ausgestaltet ist, aus den Abtastsignalen und/oder daraus gewonnenen Informationen einerseits sowie aus vorgegebenen Informationen andererseits den Halter zu identifizieren.The invention further relates to a coordinate measuring machine with:

A measuring device for scanning measuring objects, wherein the measuring device is designed to be operated optionally with different measuring sensors which are held by at least one holder when they are not needed for the measuring operation,
A control device for controlling an operation of the measuring device and a
Processing device for processing scanning signals of the measuring device,

wherein the control device is configured to control a measuring operation of the measuring device such that the measuring device scans a part of a holder for at least one of the measuring sensors and generates scanning signals that correspond to a shape, position and / or orientation of the holder, and wherein the processing device is configured to identify the holder on the one hand and from predetermined information on the other hand from the scanning signals and / or information obtained therefrom.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:embodiments The invention will now be described with reference to the accompanying drawings described. The individual figures of the drawing show:

1 schematisch ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise und ein Magazin zum Halten von Mess-Sensoren, 1 schematically a gantry-type coordinate measuring machine and a magazine for holding measuring sensors,

2 einen Identifizierungskörper oder Teil eines Halters zur Erläuterung eines Verfahrens zur Abtastung eines Formmerkmals, 2 an identification body or part of a holder for explaining a method for sampling a shape feature,

3 den Halter, der Teil der in 1 dargestellten Anordnung ist, 3 the holder, the part of in 1 is shown arrangement,

4 einen anderen Halter für Mess-Sensoren und 4 another holder for measuring sensors and

5 eine Anordnung mit mehreren Haltern für jeweils einen Mess-Sensor. 5 an arrangement with multiple holders for each one measuring sensor.

1 zeigt ein Koordinatenmessgerät 1 in Portalbauweise. Auf einem Messtisch 2 des Koordinatenmessgeräts 1 ist das in X-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems des Koordinatenmessgeräts 1 bewegliche Portal 3 angeordnet. Eine Pinole 4 kann in Y-Richtung des Koordinatensystems entlang einem Querträger 5 des Portals bewegt werden. Ferner kann die Pinole 4 einen Messkopf 6 mit daran montiertem Mess-Sensor 7 in Z-Richtung des Koordinatensystems bewegen. Bei dem Mess-Sensor 7 handelt es sich in dem Ausführungsbeispiel um einen Taststift zum mechanischen Antasten von Gegenständen. 1 shows a coordinate measuring machine 1 in portal construction. On a measuring table 2 of the coordinate measuring machine 1 this is in the X direction of a Cartesian coordinate system of the CMM 1 mobile portal 3 arranged. A quill 4 may be in the Y direction of the coordinate system along a cross member 5 of the portal. Furthermore, the quill 4 a measuring head 6 with measuring sensor mounted on it 7 move in the Z direction of the coordinate system. With the measuring sensor 7 In the exemplary embodiment, this is a stylus for the mechanical probing of objects.

Wie in 1 schematisch dargestellt ist, weist das Koordinatenmessgerät 1 eine Steuerungs- und Auswertungseinrichtung 10 auf, die beispielsweise Teil eines handelsüblichen Computers ist, der mit Software für den Betrieb des Koordinatenmessgeräts 1 ausgestattet ist. Die Einrichtung 10 ist, wie durch eine gepunktete Linie dargestellt ist, mit den beweglichen Teilen 3, 4, 5 des Koordinatenmessgeräts 1 und den daran vorgesehenen Messgebern verbunden, die es erlauben, die momentane Position des Mess-Sensors (insbesondere der Tastkugel am freien Ende des Taststiftes) im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts 1 zu bestimmen.As in 1 is shown schematically, the coordinate measuring machine 1 a control and evaluation device 10 on, for example, is part of a commercial computer, with software for the operation of the coordinate measuring machine 1 Is provided. The device 10 is, as shown by a dotted line, with the moving parts 3 . 4 . 5 of the coordinate measuring machine 1 and the sensors provided thereon, which allow the current position of the measuring sensor (in particular the probe ball at the free end of the stylus) in the coordinate system of the coordinate measuring machine 1 to determine.

Ferner zeigt 1 ein auf der Oberfläche des Messtischs 2 angeordnetes Messobjekt, welches durch das Koordinatenmessgerät 1 vermessen werden soll, und einen Halter 15 zum Halten von bis zu drei Mess-Sensoren. Der Halter 15 ist ein Magazin, auf das anhand von 3 noch näher eingegangen wird. Unter einem Magazin wird insbesondere ein Halter verstanden, der eine Mehrzahl von Mess-Sensoren an Orten halten kann, deren Relativpositionen festgelegt sind. Es reicht daher aus, die Position und Orientierung von Teilbereichen oder Teilstücken des Halters zu kennen, um die exakten Orte für das Aufnehmen und Ablegen von Mess-Sensoren an dem Halter z. B. mit dem Messkopf 6 anfahren zu können.Further shows 1 one on the surface of the measuring table 2 arranged measuring object, which by the coordinate measuring machine 1 who measured that should, and a holder 15 for holding up to three measuring sensors. The holder 15 is a magazine based on 3 will be discussed in more detail. A magazine is understood in particular to mean a holder which can hold a plurality of measuring sensors in locations whose relative positions are defined. It is therefore sufficient to know the position and orientation of partial areas or sections of the holder in order to determine the exact locations for receiving and depositing measuring sensors on the holder, for. B. with the measuring head 6 to be able to approach.

Dagegen können die Halter, auf die anhand von 5 noch eingegangen wird, relativ zueinander bewegt werden oder gegen andere Halter ausgewechselt werden. Daher werden diese einzelnen Halter auch einzeln identifiziert.On the other hand, the holders, on the basis of 5 is still received, are moved relative to each other or replaced with other holders. Therefore, these individual holders are also identified individually.

Das Koordinatenmessgerät 1 kann mit verschiedenen Haltern und Magazinen kombiniert werden. Insbesondere kann anstelle des Halters 15 der Halter 45 gemäß 4 oder die Anordnung von Haltern 53, 54, 55 gemäß 5 auf dem Messtisch 2 angeordnet werden. Auch eine Positionierung von Haltern oder Magazinen an anderer Stelle als auf dem Messtisch 2 ist möglich. Ferner können mehrere Halter und/oder Magazine so angeordnet werden, dass der Messkopf 6 die Halter (d. h. die Halteplätze zum Halten von Mess-Sensoren) anfahren kann, um die Sensoren aufzunehmen oder abzugeben. Dies gilt auch für andere Koordinatenmessgeräte als das in 1 dargestellte. Insbesondere können die verschiedenen Halter und/oder Magazine ein System bilden, bei dem jeder Halter oder jedes Magazin ein individuelles, diesen Halter oder Magazin eindeutig kennzeichnendes geometrisches Merkmal aufweist. Durch Ermittlung des geometrischen Merkmals kann der Halter oder das Magazin eindeutig identifiziert werden. Beispiele für geometrische Merkmale wurden bereits gegeben. Vorzugsweise handelt es sich bei den geometrischen Merkmalen um Merkmale gleicher Art, wobei jedoch zumindest ein geometrischer Parameter wie z. B. Länge, Breite, Höhe, Neigung und/oder Orientierung eine individuelle und innerhalb des Systems einzigartige Größe des Halters oder Magazins ist.The coordinate measuring machine 1 can be combined with different holders and magazines. In particular, instead of the holder 15 the holder 45 according to 4 or the arrangement of holders 53 . 54 . 55 according to 5 on the measuring table 2 to be ordered. Also a positioning of holders or magazines elsewhere than on the measuring table 2 is possible. Furthermore, a plurality of holders and / or magazines can be arranged so that the measuring head 6 the holders (ie the holding stations for holding measuring sensors) can start to pick up or deliver the sensors. This also applies to coordinate measuring machines other than those in 1 shown. In particular, the various holders and / or magazines may form a system in which each holder or each magazine has an individual, this holder or magazine unique characterizing geometric feature. By determining the geometric feature, the holder or the magazine can be uniquely identified. Examples of geometric features have already been given. Preferably, the geometric features are features of the same kind, but at least one geometric parameter such. Length, width, height, inclination and / or orientation is an individual and unique within the system size of the holder or magazine.

Das geometrische Merkmal des im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiels ist die Neigung einer ebenen Oberfläche, wobei die Neigung auf eine Ebene bezogen ist, die im Koordinatensystem des Halters definiert ist. Im Beispiel der Halter gemäß 3 und 4 ist diese Ebene diejenige Ebene, auf der die Füße 16, 18 bzw. 46, 48 der Halter 15, 45 stehen, wenn der Halter 15, 45 für den normalen Messbetrieb im Bereich eines Koordinatenmessgeräts aufgestellt wird. Im Beispiel der 1 ist diese Ebene mit der Ebene der oberen Oberfläche des Messtischs 2 identisch.The geometric feature of the embodiment described below is the inclination of a flat surface, the inclination being related to a plane defined in the coordinate system of the holder. In the example of the holder according to 3 and 4 This level is the level on which the feet 16 . 18 respectively. 46 . 48 the holder 15 . 45 stand when the holder 15 . 45 is set up for the normal measuring operation in the area of a coordinate measuring machine. In the example of 1 is this level with the level of the upper surface of the measuring table 2 identical.

2 zeigt den oberen Endbereich eines monolithischen bzw. stabförmigen Gegenstandes 21, der oben an einer ebenen, geneigten Oberfläche 22 endet. Der Neigungswinkel α der Oberfläche 22 gegen die Horizontalebene (welche durch eine mehrfach unterbrochene Linie angedeutet ist) ist in 2 dargestellt. Ferner ist ein Taster mit einer Tastkugel 26 und einem stiftförmigen Schaft 27 dargestellt. Dabei handelt es sich z. B. um das untere Ende des in 1 dargestellten Mess-Sensors 7. 2 shows the upper end portion of a monolithic or rod-shaped object 21 Standing up on a flat, sloped surface 22 ends. The angle of inclination α of the surface 22 against the horizontal plane (which is indicated by a multiple broken line) is in 2 shown. There is also a button with a probe ball 26 and a pin-shaped shaft 27 shown. These are z. B. around the lower end of in 1 illustrated measuring sensor 7 ,

Um die Neigung der Oberfläche 22 zu ermitteln, steuert ein Benutzer ein Koordinatenmessgerät beispielsweise so, dass die Tastkugel 26 in die in 2 dargestellte Position gelangt, in eine Position senkrecht darüber oder in eine andere Position über der Oberfläche 22. Die genaue Position ist dabei unbedeutend. Auch die Schnittposition der Vertikallinie durch die Oberfläche 22 und die Mitte der Tastkugel 26 ist unerheblich, solange die Schnittposition nicht im Randbereich der Oberfläche 22 liegt, wo die Oberfläche 22 nicht mehr als eben bezeichnet werden kann.To the inclination of the surface 22 For example, a user controls a coordinate measuring machine so that the probe ball 26 in the in 2 shown position, in a position vertically above or in another position above the surface 22 , The exact position is insignificant. Also the cutting position of the vertical line through the surface 22 and the middle of the probe ball 26 is irrelevant, as long as the cutting position is not in the edge area of the surface 22 lies where the surface 22 can no longer be described as just.

Nachdem der Benutzer die Tastkugel 26 in die beschriebene Position über der Oberfläche 22 gebracht hat, beginnt der automatische Prozess zur Bestimmung der Neigung. In einem ersten Abtastschritt wird die Tastkugel 26 senkrecht aus der in 2 dargestellten Position nach unten bewegt, bis sie im Abtastpunkt 28 die Oberfläche 22 berührt. Die Koordinaten des Abtastpunkts 28 im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts werden in an sich bekannter Weise ermittelt.After the user the probe ball 26 in the described position above the surface 22 the automatic process of determining the inclination begins. In a first scanning step, the probe ball 26 perpendicular from the in 2 position shown moves down to the sampling point 28 the surface 22 touched. The coordinates of the sampling point 28 in the coordinate system of the coordinate measuring machine are determined in a conventional manner.

In einem zweiten Abtastschritt wird nun ein zweiter Abtastpunkt an der Oberfläche 22 durch die Tastkugel 26 angetastet und werden wiederum die Koordinaten dieses Abtastpunkts im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts ermittelt. Z. B. handelt es sich bei dem zweiten Abtastpunkt um den Punkt 29.In a second scanning step, a second scanning point now becomes on the surface 22 through the probe ball 26 touched and in turn the coordinates of this sampling point are determined in the coordinate system of the CMM. For example, the second sampling point is the point 29 ,

In einem dritten Abtastschritt wird ein weiterer Abtastpunkt angetastet und werden seine Koordinaten ermittelt. In 2 ist dargestellt, dass auf diese Weise insbesondere vier Abtastpunkte 28, 29, 30 und 31 in dieser Reihenfolge durch die Tastkugel 26 angetastet werden und ihre Koordinaten in dem Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts ermittelt werden. Dabei befinden sich die Abtastpunkte 29, 30 und 31 in der Umgebung des Abtastpunkts 28, und sind z. B. gleichweit von dem Abtastpunkt 28 entfernt, wobei sie auf der Kreislinie, deren Mittelpunkt der erste Abtastpunkt 28 ist, z. B. gleichmäßig verteilt sind, d. h. gleiche Winkelabstände haben.In a third scanning step, another scanning point is touched and its coordinates are determined. In 2 is shown that in this way in particular four sampling points 28 . 29 . 30 and 31 in this order by the probe ball 26 be touched and their coordinates are determined in the coordinate system of the coordinate measuring machine. Here are the sampling points 29 . 30 and 31 in the vicinity of the sampling point 28 , and are z. B. equidistant from the sampling point 28 located on the circular line whose center is the first sampling point 28 is, for. B. are evenly distributed, ie have equal angular intervals.

Wenn der erste Abtastpunkt bereits zu weit am Rand der Oberfläche 22 liegt, können automatisch geeignete andere Verfahrensweisen gewählt werden, um zumindest drei, vorzugsweise mindestens vier Abtastpunkte an der Oberfläche 22 zu ermitteln.If the first sample point is already too far at the edge of the surface 22 appropriate other procedures may be automatically selected be at least three, preferably at least four sampling points on the surface 22 to investigate.

Aus den Koordinaten der zumindest drei Abtastpunkte kann nun in an sich bekannter Weise die Neigung der durch die Abtastpunkte verlaufenden Ebene in Bezug auf eine Bezugsebene des Koordinatensystems des Koordinatenmessgeräts berechnet werden. Diese Berechnung erfolgt insbesondere in der Einrichtung 10 gemäß 1, die auch die Koordinaten der Abtastpunkte erfasst hat. Die Bezugsebene ist z. B. die X-Y-Ebene, die unmittelbar an der Oberseite des Messtischs 2 verläuft.From the coordinates of the at least three sampling points, the inclination of the plane passing through the sampling points with respect to a reference plane of the coordinate system of the coordinate measuring machine can now be calculated in a manner known per se. This calculation is done in particular in the facility 10 according to 1 which has also acquired the coordinates of the sampling points. The reference plane is z. B. the XY plane, which is directly at the top of the measuring table 2 runs.

Vorzugsweise wird aus den Koordinaten der Abtastpunkte außerdem die Orientierung des Halters, dessen Bestandteil der monolithische Körper 21 ist, im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts ermittelt.Preferably, the coordinates of the sampling points also the orientation of the holder, which is part of the monolithic body 21 is determined in the coordinate system of the coordinate measuring machine.

Außerdem wird vorzugsweise zumindest einer der Eckpunkte, z. B. der Eckpunkt 33 der Oberfläche 22 ermittelt, wobei die Tastkugel 26 vorzugsweise mehrere Oberflächenpunkte der an dem Eckpunkt 33 zusammenlaufenden ebenen Oberflächen des monolithischen Körpers 21 antastet, so dass die Koordinaten ermittelt werden. Dies erlaubt eine präzise Berechnung der Koordinaten des Eckpunktes 33.In addition, preferably at least one of the vertices, z. B. the corner 33 the surface 22 determined, whereby the Tastkugel 26 preferably several surface points of the at the vertex 33 converging flat surfaces of the monolithic body 21 touches, so that the coordinates are determined. This allows a precise calculation of the coordinates of the vertex 33 ,

Mit den so erhaltenen Informationen und den vorgegebenen, z. B. in einem Datenspeicher der Einrichtung 10 abgespeicherten Informationen über die genaue Form des Halters kann nun genau ermittelt werden, wie der Halter im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts angeordnet ist. Somit stehen sämtliche Informationen zur Verfügung, die für die eigentliche Vermessung von Messobjekten und für das Auswechseln von Mess-Sensoren benötigt werden, die von dem Halter gehalten werden können. Insbesondere können, bezogen auf das Koordinatensystem des Halters, fertig vorgegebene Steuerungsroutinen zur Steuerung der Bewegung des Messkopfes des Koordinatenmessgeräts in der Einrichtung 10 oder in einem anderen Datenspeicher vorhanden sein, auf den das Koordinatenmessgerät zugreifen kann. Diese Routinen definieren den Bewegungsablauf, der zum Aufnehmen eines Mess-Sensors aus dem Halter und/oder zum Abgeben eines Mess-Sensors an den Halter von dem Messkopf ausgeführt werden müssen. Nachdem der Halter anhand des geometrischen Merkmals identifiziert worden ist, müssen lediglich die Koordinaten im Koordinatensystem des Halters in die Koordinaten im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts umgerechnet, d. h. transformiert werden.With the information thus obtained and the predetermined, z. B. in a data memory of the device 10 stored information about the exact shape of the holder can now be accurately determined how the holder is arranged in the coordinate system of the coordinate measuring machine. Thus, all information is available that is needed for the actual measurement of DUTs and for the replacement of measuring sensors that can be held by the holder. In particular, with reference to the coordinate system of the holder, predefined control routines for controlling the movement of the measuring head of the coordinate measuring machine in the device 10 or be present in another data store that the coordinate measuring machine can access. These routines define the sequence of movements that must be performed to receive a measuring sensor from the holder and / or to deliver a measuring sensor to the holder from the measuring head. After the holder has been identified based on the geometric feature, only the coordinates in the coordinate system of the holder in the coordinates in the coordinate system of the coordinate measuring machine to be converted, ie transformed.

Zur Identifizierung des Halters, unabhängig davon, ob die zuvor erwähnten bevorzugten Verfahrensweisen ausgeführt werden oder nicht, wird die ermittelte Neigung der Oberfläche 22 mit abgespeicherten Werten von Neigungen bekannter Halter verglichen. Stimmt die Neigung mit einer der abgespeicherten Neigungen überein (oder optional bis auf eine vorgegebene Abweichung, die etwa dem größtmöglichen Messfehler zuzüglich der Abweichung durch Fertigungstoleranzen und Variationen bei der Positionierung des Halters im Bereich des Koordinatenmessgeräts entspricht, überein), wird festgestellt, dass der Halter derjenige Halter oder Haltertyp ist, der durch den abgespeicherten Neigungswert gekennzeichnet ist. Nun können z. B. die diesen Halter oder Haltertyp zugeordneten vorgegebenen Informationen genutzt werden, insbesondere zur Aufnahme und zur Abgabe von Mess-Sensoren wie beschrieben an den Halter.In order to identify the holder, whether or not the aforementioned preferred methods are carried out, the determined inclination of the surface becomes 22 compared with stored values of inclinations of known holders. If the inclination coincides with one of the stored slopes (or optionally up to a predetermined deviation corresponding approximately to the maximum measurement error plus the deviation due to manufacturing tolerances and variations in the positioning of the holder in the area of the coordinate measuring machine), it is determined that the holder the holder or holder type is characterized by the stored slope value. Now z. B. the this holder or holder type associated predetermined information are used, in particular for receiving and dispensing measuring sensors as described to the holder.

Die in 3 und 4 dargestellten Magazine 15, 45 weisen jeweils einen monolithischen Körper auf, der von derselben Art wie der Körper 21 aus 2 ist. Im Fall des Magazins 15 ist der Körper mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet und bildet den Fuß 16. Im Fall des Halters 45 gemäß 4 ist der Körper mit dem Bezugszeichen 49 bezeichnet und bildet den Fuß 46. Die Neigungswinkel der Oberflächen 22a bzw. 22b betragen α₁ bzw. α₂, z. B. α₁ = 30° und α₂ = 45°.In the 3 and 4 illustrated magazines 15 . 45 each have a monolithic body of the same kind as the body 21 out 2 is. In the case of the magazine 15 is the body with the reference numeral 19 designates and forms the foot 16 , In the case of the owner 45 according to 4 is the body with the reference numeral 49 designates and forms the foot 46 , The angles of inclination of the surfaces 22a respectively. 22b be α ₁ or α ₂ , z. B. α ₁ = 30 ° and α ₂ = 45 °.

Durch Ermittlung der Neigung kann daher jeweils der Halter 15, 45 identifiziert werden.By determining the slope can therefore each holder 15 . 45 be identified.

Bei dem Halter 15 handelt es sich um ein Magazin mit drei Plätzen 11, 12, 13 zur Aufnahme jeweils eines Mess-Sensors. In 3 ist ein Mess-Sensor 70 in Platz 11 und ein Mess-Sensor 71 in Platz 13 dargestellt.At the holder 15 It is a magazine with three seats 11 . 12 . 13 for receiving one measuring sensor each. In 3 is a measuring sensor 70 in place 11 and a measuring sensor 71 in place 13 shown.

Dagegen weist der Halter 45 vier Plätze 60, 61, 62, 63 für jeweils einen Mess-Sensor 70, 71, 72 auf.By contrast, the holder points 45 four seats 60 . 61 . 62 . 63 for each one measuring sensor 70 . 71 . 72 on.

Bei den in 5 dargestellten Haltern 53, 54, 55 handelt es sich jeweils um Halter für nur einen Mess-Sensor 70, 71. Dabei sind die Halter an einem Gestell 57 befestigt, können aber in horizontaler Richtung des Gestells 57 verschoben werden und gegen andere Halter ausgewechselt werden. Jeder der Halter 53, 54, 55 ist mit einem Identifizierungskörper 50, 51, 52 verbunden, der von der Art des monolithischen Körpers 21 gemäß 2 ist. Jeweils hat der Identifizierungskörper 50, 51, 52 daher eine gegen die Ebene, welche durch die untere Oberfläche oder obere Oberfläche der Halter 53, 54, 55 definiert ist, geneigte Oberfläche 22c, 22d, 22e.At the in 5 shown holders 53 . 54 . 55 each is a holder for only one measuring sensor 70 . 71 , The holders are on a frame 57 attached, but can be in the horizontal direction of the frame 57 be moved and replaced with other holders. Each of the holders 53 . 54 . 55 is with an identification body 50 . 51 . 52 connected, by the nature of the monolithic body 21 according to 2 is. Each has the identification body 50 . 51 . 52 therefore one against the plane passing through the lower surface or upper surface of the holder 53 . 54 . 55 is defined, inclined surface 22c . 22d . 22e ,

Wenn das Gestell 57 mit den daran angeordneten Haltern 53, 54, 55 im Bewegungsbereich eines Koordinatenmessgeräts angeordnet worden ist, wird z. B. der oben anhand von 2 beschriebene Identifizierungsvorgang für jeden der Halter 53, 54, 55 ausgeführt. Anders als in 5 dargestellt ist, kann auch das Gestell mit einem Formmerkmal ausgestattet sein, beispielsweise ebenfalls einen Identifizierungskörper mit geneigter, ebener Oberfläche aufweisen, um auch das Gestell automatisch identifizieren zu können.If the frame 57 with the holders arranged on it 53 . 54 . 55 has been arranged in the range of motion of a coordinate measuring machine, z. B. the above based on 2 described Ideas tifizierungsvorgang for each of the holder 53 . 54 . 55 executed. Unlike in 5 is shown, the frame can also be equipped with a shape feature, for example, also have an identification body with an inclined, flat surface in order to automatically identify the frame can.

Um den Mess-Sensor, der zum Abtasten der Identifizierungskörper verwendet wird, automatisch in die Startposition zum Abtasten zu bringen, kann die abzutastende ebene, geneigte Oberfläche beispielsweise eine Farbe haben, die sich von den Farben der anderen Teile des Halters und vorzugsweise auch sämtlicher anderer Gegenstände im Messbereich des Koordinatenmessgeräts unterscheidet. Mit einer verhältnismäßig einfachen und unpräzisen optischen Erfassung lässt sich daher ermitteln, an welcher Position im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts sich die abzutastende Oberfläche befindet. Der Mess-Sensor kann dann automatisch an eine Position als Startposition verfahren werden, die senkrecht über der Oberfläche liegt. Die optische Erfassung wird beispielsweise über eine Kamera durchgeführt, die von oben auf den örtlichen Bereich gerichtet ist, in dem der Halter angeordnet wird, wobei der Ort und Blickwinkel der Kamera im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts bekannt ist. Durch eine automatische Auswertung der von der Kamera aufgenommenen Bilder kann die ungefähre Position der abzutastenden Oberfläche ermittelt werden.Around the measuring sensor used to scan the identification body is used automatically to the start position for scanning can bring the flat, inclined surface to be scanned for example, have a color that differs from the colors of others Parts of the holder and preferably also all others Objects in the measuring range of the CMM different. With a relative simple and imprecise optical detection leaves Therefore, determine at which position in the coordinate system of Coordinate measuring the surface to be scanned located. The measuring sensor can then automatically move to a position be moved as a start position, the vertically above the surface lies. The optical detection is about, for example a camera performed from the top of the local Area is directed, in which the holder is arranged, wherein the location and angle of the camera in the coordinate system of the coordinate measuring machine is known. Through an automatic evaluation of the camera taken pictures can approximate the position of the scanned Surface to be determined.

Alternativ kann vorgegeben sein, dass ein Halter nur in einem oder einem von mehreren vorgegebenen örtlichen Bereichen angeordnet werden darf, wobei insbesondere der örtliche Bereich vorgegeben ist, in dem die abzutastende Oberfläche oder allgemeiner das durch Abtastung zu ermittelnde geometrische Merkmal anzuordnen ist. Auch in diesem Fall kann die Abtastung des geometrischen Merkmals automatisch, ohne Aktionen eines Benutzers begonnen werden.alternative can be specified that a holder only in one or one of may be arranged in several predetermined local areas, wherein in particular the local area is predetermined, in which the surface to be scanned or more generally the to arrange by scanning to be determined geometric feature is. Also in this case, the sampling of the geometric feature automatically be started without user actions.

1 kann alternativ auch so interpretiert werden, dass Bezugszeichen 2 eine Palette bezeichnet, auf der das Messobjekt 17 angeordnet ist. Der monolithische Körper 19 mit dem Formmerkmal dient in diesem Fall der Identifizierung des Messobjekts 17, bzw. dessen Typs, um eine Messroutine zu starten, die das Koordinatenmessgerät nach der Identifizierung abarbeitet. 1 Alternatively, it can be interpreted as reference numerals 2 denotes a pallet on which the measurement object 17 is arranged. The monolithic body 19 with the shape feature is used in this case, the identification of the measurement object 17 , or its type, to start a measuring routine which processes the coordinate measuring machine after identification.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 93/09398 [0006]
- DE 3922296 [0006]

Claims

Method for identifying a test object ( 17 ) for a measurement by a coordinate measuring machine ( 1 ) or to identify a holder ( 15 ) for holding at least one measuring sensor ( 7 ) for a coordinate measuring machine ( 1 ), in particular a probe for a momentary coordinate measuring machine, wherein • the coordinate measuring machine ( 1 ) an identification body ( 19 ), which in addition to the measuring object ( 17 ), or a part ( 19 ) of the holder ( 15 ) and generates, on the basis of the scan, scanning signals corresponding to a) a shape, b) an orientation relative to other parts of the identification body or the holder, and / or c) a position relative to other parts of the identification body or holder; Scanning signals and / or information obtained therefrom on the one hand and given information on the other hand are used to the measurement object ( 17 ) or the holder ( 15 ) to identify.

The method of claim 1, wherein the holder ( 15 ) is a magazine that is configured, a plurality of measuring sensors ( 70 . 71 ) to keep.

Method according to one of the preceding claims, wherein the holder ( 15 ) for an automatic substitution and / or replacement of one of the holder ( 15 ) held by the coordinate measuring machine ( 1 ) is configured.

Method according to one of the preceding claims, wherein the scanning signals and / or the information obtained therefrom are compared with the predetermined information in order to obtain the measured object ( 17 ) or the holder ( 15 ) to identify.

Method according to one of the preceding claims, wherein the identification body ( 19 ) or the part ( 19 ) of the holder has a substantially flat surface ( 22a ) provided by the coordinate measuring machine ( 1 ), whereby the scan determines which inclination the surface ( 22a ), and wherein the measurement object ( 17 ) or the holder ( 15 ) is identified by slope.

Method according to the preceding claim, wherein due to the scanning of the surface ( 22a ) also determines in which direction the surface ( 22a ) and the holder ( 15 ) or in which direction the surface ( 22a ) and the identification body ( 19 ) are oriented.

Method according to one of the preceding claims, wherein after the identification one for the identified measurement object ( 17 ) or the identified holder ( 15 ) predetermined measuring process is carried out while the coordinate measuring machine ( 1 ) the measuring object ( 17 ) or the holder ( 15 ) missed.

Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of different holders ( 15 . 45 . 53 - 55 ), which alternatively and / or in combination with each other during a measuring operation of the coordinate measuring machine ( 1 ) can be used, each provided with an individual shape feature or an individual combination of shape features, and wherein the individual shape feature or the individual combination of shape features is detected due to the scan.

System with a plurality of holders ( 15 . 45 . 53 - 55 ) for holding in each case at least one measuring sensor ( 7 . 70 . 71 ) for a coordinate measuring machine ( 1 ), in particular a probe for a grouting coordinate measuring machine, or with a plurality of measuring objects, each of which has a separate identification body ( 19 . 49 ), each of the holders ( 15 . 45 . 53 - 55 ) has a part which is designed by the following as an identification feature, or each of the identification bodies ( 19 . 49 ) is configured as an identification feature: a) a shape, b) an orientation with respect to other parts of the identification body or the holder and / or c) a position with respect to other parts of the identification body or the holder, the identification body or the Holder differs from other identification bodies or holders of the system.

System according to the preceding claim, wherein the system also comprises a data memory to which a control and / or evaluation device ( 10 ) of the coordinate measuring machine ( 1 ) and wherein in the data memory for each of the identification bodies ( 19 . 49 ) or each of the holders ( 15 . 45 . 53 - 55 ) Information about the identifier is stored.

A system according to the preceding claim, wherein the system further comprises control information that is configured to enable the controller ( 10 ), a holder previously identified by the identifier ( 15 ) or identified measurement object ( 17 ) by the coordinate measuring machine ( 1 ) to measure.

System according to one of the preceding claims, wherein the holder ( 15 ) is a magazine that is configured, a plurality of measuring sensors ( 7 . 70 . 71 ) to keep.

System according to one of the preceding claims, wherein the holder ( 15 ) for an automatic substitution and / or replacement of one of the holder ( 15 ) held measuring sensor ( 70 . 71 ) by the coordinate measuring machine ( 1 ) is configured.

System according to one of the preceding claims, wherein the part of the holder ( 15 . 45 ) or the identification body ( 19 . 49 ) has a substantially planar surface ( 22a ), which has a slope that the holder ( 15 . 45 ) or the identification body ( 19 . 49 ) differs from other holders or identification bodies of the system.

Coordinate measuring machine ( 1 ) with: • a measuring device ( 2 - 7 ) for the scanning of measuring objects ( 17 ), the measuring device ( 2 - 7 ), optionally with different measuring sensors ( 7 . 70 . 71 ) operated by at least one holder ( 15 ), if they are not required for measuring operation, • a control device ( 10 ) for controlling an operation of the measuring device and a processing device for processing scanning signals of the measuring device, wherein the control device ( 10 ) is configured, a measuring operation of the measuring device ( 2 - 7 ) so that the measuring device ( 2 - 7 ) a part of a holder ( 15 ) for at least one of the measuring sensors ( 7 . 70 . 71 ) and generates scanning signals that correspond to a shape, orientation and / or position of the holder ( 15 ), and wherein the processing device is configured, from the scanning signals and / or information obtained therefrom on the one hand and from predetermined information on the other hand, the holder ( 15 ) to identify.