DE102008037441A1 - Method for measuring geometry of workpiece e.g. bore hole, by sensor of coordinate measuring device, involves automatically selecting measuring point from previously determined quantity of measuring points - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der Geometrie eines Werkstücks mittels zumindest zweier in einem Koordinatenmessgerät zur Verfügung stehender Sensoren.The The invention relates to a method for measuring the geometry a workpiece by means of at least two in a coordinate measuring machine for Available sensors.
Die vollständige Erfassung von Werkstückoberflächen bzw. -objektgeometrien erfolgt in Koordinatenmessgeräten nach heutigem Stand der Technik durch Messen oder Scannen der Werkstückoberfläche mit Hilfe eines ausgewählten Sensors. Dabei besteht das Problem, dass in aller Regel ein Sensor nicht in der Lage ist, die Werkstückoberfläche vollständig zu erfassen. Ursachen hierfür sind die Geometrie des Werkstücks sowie die Sensoreigenschaften. So ist es z. B. mit einem berührenden Tastsystem nicht möglich, Bohrungen zu messen, deren Durchmesser kleiner als der Tastkugeldurchmesser ist. Mit optischen Sensoren ist es ohne Dreh-/Schwenkgelenk dagegen nicht möglich, stark geneigte Oberflächen zu erfassen.The complete detection of workpiece surfaces or object geometries takes place in coordinate measuring machines according to the current state of the art by measuring or scanning the workpiece surface with the help of a selected sensor. This is the case Problem that usually a sensor is not able to Completely detect workpiece surface. Causes for this are the geometry of the workpiece as well as the sensor properties. So it is z. B. with a touching Touch probe not possible to measure holes whose diameter is smaller than the Tastkugeldurchmesser. With optical sensors it is not possible without a rotary / swivel joint, to detect strongly inclined surfaces.
Um
unterschiedlichen Messaufgaben an einem Werkstück zu genügen,
kommen Multisensorkoordinatenmessgeräte zum Einsatz. So
ist z. B. der
Ein
weiteres Beispiel eines Multisensorkoordinatenmessgeräts
wird in der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine vollständige Erfassung der zu messenden Bereiche eines Werkstückes möglich ist, wobei eine optimale Auswahl der zum Einsatz zu gelangenden Sensoren erfolgen soll. Dabei sollen bei der Auswahl der Sensoren benutzerbedingte Fehler ausgeschlossen werden.Of the The present invention is based on the object, a method of the aforementioned type so that a complete Detection of the areas of a workpiece to be measured possible is, with an optimal selection of the used to be used Sensors should be done. It should be in the selection of sensors user-related errors are excluded.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass das Werkstück in zuvor festgelegten Punkten mit für die jeweiligen zu messenden Messpunkte automatisch aus den zur Verfügung stehenden Sensoren als geeignet ermitteltem Sensor gemessen wird und die Messergebnisse der einzelnen Sensoren automatisch zu einem Gesamtmessergebnis verknüpft werden.to Solving the problem sees the invention essentially before that the workpiece in predetermined points with automatically for the respective measuring points to be measured from the available sensors as suitable detected sensor is measured and the measurement results of each sensor automatically be linked to a total measurement result.
Erfindungsgemäß erfolgt die Erfassung der zu messenden Werkstückoberfläche durch automatische Kombination mehrerer Sensoren, wobei die von den verschiedenen Sensoren gelieferten Informationen automatisch zur Gesamtinformation verknüpft werden. Hierzu kann ein CAD-Modell des Werkstücks genutzt werden, um a priori Informationen über die Messbarkeit von Oberflächenteilen mit einzelnen Sensoren abzuleiten.According to the invention the detection of the workpiece surface to be measured by automatic combination of several sensors, those of the information supplied to various sensors automatically Total information to be linked. This can be a CAD model of the workpiece are used to a priori information about the measurability of surface parts with individual sensors derive.
Bei der automatischen Ermittlung der Eignung eines Sensors für einen Messpunkt werden technische Informationen des Sensors wie mögliche Antastwinkel, Dimensionierung und Strahlengang berücksichtigt.at the automatic determination of the suitability of a sensor for A measuring point will be technical information of the sensor such as possible probing angle, dimensioning and beam path considered.
Unabhängig hiervon ist vorgesehen, dass anhand eines CAD-Modells des zu messenden Werkstücks Soll-Koordinaten von Messpunkten ermittelt werden und automatisch die Eignung der jeweiligen Sensoren zum Messen der Messpunkte ermittelt und die als geeignet bewerteten Sensoren zur Messung verwendet werden. Sollten mehrere der Sensoren als geeignet bewertet werden, so wird derjenige ausgewählt, der in Bezug auf die zu messen den Messpunkte die größte Anzahl messen kann. Hierdurch erfolgt eine Optimierung der Messzeit.Independently From this it is provided that based on a CAD model of the workpiece to be measured Target coordinates of measuring points are determined and automatically determines the suitability of the respective sensors for measuring the measuring points and the sensors evaluated as being suitable for measurement. If several of the sensors are rated as suitable, then the one selected to measure in relation to the Measuring points can measure the largest number. hereby an optimization of the measuring time takes place.
Insbesondere ist folgende Mess-Strategie vorgesehen:
- a) Auswählen eines ersten Sensors zum Messen zuvor festgelegter Messpunkte,
- b) Abspeichern der Messergebnisse von ersten Messpunkten, die von dem ersten Sensor messbar sind,
- c) Abspeichern der von dem ersten Sensor unmessbaren Messpunkte als zweite Messpunkte,
- d) Auswählen eines zweiten Sensors zum Messen der zweiten Messpunkte und Abspeichern der Messergebnisse von dritten Messpunkten, die von dem zweiten Sensor messbar sind,
- e) Abspeichern von vierten Messpunkten, die von dem zweiten Sensor nicht messbar sind,
- f) Wiederholen der Verfahrensschritte d) und e) in einem Umfang, bis die gewünschte oder erforderliche Anzahl von Messpunkten gemessen ist, und
- g) Verknüpfen der einzelnen Messergebnisse zu einem Gesamtmessergebnis.
- a) selecting a first sensor for measuring predetermined measuring points,
- b) storing the measurement results from first measurement points that are measurable by the first sensor,
- c) storing the measuring points which can not be measured by the first sensor as second measuring points,
- d) selecting a second sensor for measuring the second measurement points and storing the measurement results of third measurement points that are measurable by the second sensor,
- e) storing fourth measurement points that are not measurable by the second sensor,
- f) repeating process steps d) and e) to an extent until the desired or required number of measuring points is measured, and
- g) linking the individual measurement results to a total measurement result.
Bei dieser Verfahrensstrategie wird als erster Sensor derjenige gewählt, der automatisch als am geeignetsten für die Messung von der größten Anzahl von Messpunkten bewertet wurde.at this process strategy is chosen as the first sensor automatically as most suitable for the measurement of the largest number of measuring points was evaluated.
Auch ist das Verfahren für einen Selbstlernprozess geeignet, in dem zunächst ein beliebiger Sensor ausgewählt wird, um sodann nach der zuvor wiedergegebenen Verfahrensstrategie automatisch das Werkstück in den vorgegebenen Messpunkten zu messen.Also if the method is suitable for a self-learning process, in which initially selected any sensor Then, according to the previously reproduced process strategy automatically the workpiece in the specified measuring points measure up.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Erfassen der Geometrie eines Werkstücks vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass die Geometrie des Werkstücks mit Hilfe mehrerer Sensoren erfasst wird und dass die gewonnenen Informationen zu einer Gesamtinformation über die Werkstückoberfläche verknüpft werden und dass aus einem datentechnisch vorhandenen Geometriemodell des zu messenden Werkstücks Sollkoordinaten von zu erfassenden Punkten ermittelt werden und anhand von rechnerinternen Verfahren die Messbarkeit der Punkte mit verschiedenen Sensoren geprüft wird und die Messung der zu erfassenden Punkte mit jeweils geeigneten Sensoren durchgeführt wird.According to the invention, a method for Detecting the geometry of a workpiece proposed, which is characterized in that the geometry of the workpiece is detected using a plurality of sensors and that the information obtained to a total information about the workpiece surface are linked and that from a data technology existing geometry model of the workpiece to be measured desired coordinates of are detected by means of computer-internal methods, the measurability of the points with different sensors and the measurement of the points to be detected is carried out with appropriate sensors.
Es werden die mit einem Sensor nicht messbaren Punkte als solche erkannt und ihre Koordinaten gespeichert. Die Koordinaten der Punkte, die als nicht messbar mit einem bestimmten Sensor erkannt wurden, werden für die Durchführung der Messung der Punkte mit anderen Sensoren zur Verfügung gestellt. Für die als nicht messbar erkannten Punkte wird automatisch eine Überprüfung der Messbarkeit mit mindestens einem weiteren Sensor durchgeführt. Es werden Punkte automatisch mit mindestens einem Sensor gemessen, nachdem für diesen mindestens einen Sensor die Messbarkeitsprüfung erfolgreich war.It the points that can not be measured with a sensor are recognized as such and their coordinates saved. The coordinates of the points that be detected as not measurable with a particular sensor to carry out the measurement of points with other sensors provided. For the Points recognized as not measurable will automatically be a check the measurability performed with at least one other sensor. It points are automatically measured with at least one sensor, after for at least one sensor the measurability test was successful.
Als Sensoren kommen grundsätzlich sämtliche Sensoren in Frage, die in der Koordinatenmesstechnik zum Einsatz gelangen können. Dies schließt auch die Röntgensensorik ein. Als Sensor sind zu nennen eine Bildverarbeitungssensorik, ein schaltendes Tastsystem, ein messendes Tastsystem, ein in die Bildverarbeitungssensorik integrierter Laserabstandssensor, ein separater Laserabstandssensor, ein Weißlichtinterferometer, ein taktiler optischer Taster, ein punktförmig arbeitender Interferometersensor mit gegebenenfalls integrierter Rotationsachse bzw. abgewinkelter Blickrichtung, eine Röntgensensorik, ein chromatischer Fokussensor, ein konfokal Scanning-Messkopf.When Sensors are basically all sensors in question, which are used in the coordinate metrology can. This also includes the X-ray sensor one. As a sensor to call an image processing sensors, a switching probing system, a measuring touch probe, an image processing sensor integrated laser distance sensor, a separate laser distance sensor, a White light interferometer, a tactile optical probe, a punctiform interferometer sensor with optionally integrated rotation axis or angled viewing direction, a X-ray sensor, a chromatic focus sensor, a confocal Scanning probe head.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von den Zeichnungen zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the features to be taken from them - for themselves and / or in combination - but also from the following Description of preferred embodiments to be taken from the drawings.
Es zeigen:It demonstrate:
Die
nachfolgenden Ausführungen erfolgen vor dem Hintergrund,
dass Kenntnisse der Koordinatenmesstechnik präsent sind.
Ergänzend wird insoweit auf die Literaturstellen
In
Das
hinlänglich bekannte und noch einmal in der
Entlang
dem Grundrahmen
In
den
Sollen
demgegenüber stark geneigte Flächen
Sollen
in dem Werkstück
Erfindungsgemäß erfolgt
die Auswahl einer geeigneten Sensorik in Abhängigkeit der
zu messenden Merkmale des Werkstückes
Aus
einer vorher festgelegten Menge von Messpunkten werden sodann automatisch
diejenigen ausgesucht, die mit einem für die Messpunkte geeigneten
Sensor zu messen sind. Dabei kann zunächst mit dem Laserabstandssensor
Grundsätzlich werden zur Erfassung der Werkstückoberflächen bzw. Objektgeometrien zunächst die zu bestimmenden Bereiche ausgewählt. Dies ist beispielsweise anhand eines CAD-Modells möglich, wobei z. B. mit Hilfe einer Patch-Selektion die interessierenden Gebiete der Oberfläche angewählt werden. Da die Lage der betreffenden Oberflächen im Koordinatenmessgerät bekannt ist, lassen sich die vorliegenden Neigungen der zu messenden Flächen ableiten. Auf dieser Basis ist es nun möglich, die Sensoren zu bestimmen, welche in der Lage sind, die Messung an diesen Flächen vorzunehmen. Ebenso lassen sich anhand des CAD-Modells Bereiche mit begrenzter Zugänglichkeit ermitteln. Dies betrifft beispielsweise Bohrungen oder Hinterschnitte. Durch Vergleich des Bohrungsdurchmessers mit dem Tastkugeldurchmesser eines taktilen Messsystems ist prinzipiell dessen Eignung feststellbar. Die Erreichbarkeit von Hinterschnitten kann geprüft werden, indem auf der Basis mathematischer Methoden, z. B. Koordinatentransformationen, eine virtuelle Drehung des Messobjektes durchgeführt wird. Dies entspricht im Einsatzfall dem Drehen oder Schwenken des Messobjekts oder eines Antastsystems. In der neuen Lage kann nun wiederum die Prüfung der Zugänglichkeit und der vorliegenden Oberflächenneigung erfolgen und ein geeigneter Sensor ausgewählt werden.in principle are used to detect the workpiece surfaces or object geometries, first the areas to be determined selected. This is possible, for example, on the basis of a CAD model, where z. B. with the help of a patch selection, the interested Areas of the surface to be selected. Because the Location of the respective surfaces in the coordinate measuring machine is known, can the present inclinations of the surfaces to be measured derived. On this basis it is now possible to use the sensors to determine which ones are capable of measuring those areas make. Likewise, areas can be defined using the CAD model with limited accessibility. this concerns For example, holes or undercuts. By comparing the Bore diameter with the probe ball diameter of a tactile Measuring system is in principle its suitability detected. The accessibility Undercuts can be checked by clicking on the Basis of mathematical methods, z. B. coordinate transformations, a virtual rotation of the measurement object is performed. In the case of use, this corresponds to the turning or pivoting of the test object or a probing system. In the new situation can now turn the Examination of accessibility and the present Surface tilt done and a suitable sensor can be selected.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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- 2008-10-13 DE DE102008037441A patent/DE102008037441A1/en not_active Withdrawn
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