DE102010015353A1

DE102010015353A1 - Tragbares Höhenmeß- und Anreißgerät

Info

Publication number: DE102010015353A1
Application number: DE201010015353
Authority: DE
Inventors: Reinhard Nietz
Original assignee: ZETT MESS TECHNIK GmbH; ZETT-MESS-TECHNIK GmbH
Current assignee: ZETT MESS TECHNIK GmbH; ZETT-MESS-TECHNIK GmbH
Priority date: 2010-04-17
Filing date: 2010-04-17
Publication date: 2012-01-19

Abstract

Tragbares und/oder transportierbares und/oder stationäres Höhenmess- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen der Position eines Objektes in einem ausgewählten Volumen von Werkstücken, bestehend aus mindestens einem beweglichen, ein Mess- oder Anreißwerkzeug tragenden Arm, dabei wird die Position des Mess- und/oder des Anreißwerkzeuges über Messmittel direkt oder indirekt an einen, ein entsprechendes Rechnerprogramm aufweisenden Rechner zur Bestimmung und/oder Erfassung und/oder Speicherung der Messwerte geleitet, wobei das Höhenmess- und Anreißgerät mit Mitteln zur Linienprojektion auf die Oberfläche eines Bauteils und deren Erfassung ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein tragbares und/oder transportierbares und/oder stationäres Höhenmess- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen der Position eines Objektes in einem ausgewählten Volumen und/oder Anreißen von Werkstücken, bestehend aus mindestens einem beweglichen, ein Mess- oder Anreißwerkzeug tragenden Arm, dabei wird die Position des Mess- und/oder des Anreißwerkzeuges über Messmittel direkt oder indirekt an einen, ein entsprechendes Rechnerprogramm aufweisenden Rechner zur Bestimmung und/oder Erfassung und/oder Speicherung der Messwerte geleitet.
Es sind bereits Höhenmess- und Anreißgeräte bekannt (z. B. DE 44 03 901 A1 ), bei dem das transportable Messgerät mit einem Basisteil und einer entsprechenden Anzahl von Gelenkarmen versehen ist. Die Gelenkarme sind mit dem Basisteil oder jeweils zwei Gelenkteile zueinander mit jeweils einem Drehgelenk versehen, wobei diese Drehgelenke jeweils einen Messwertgeber aufweisen. Die Messwertgeber erkennen die entsprechende Winkelstellung des Drehgelenkes und geben diese Daten zur Erfassung, Bestimmung oder Speicherung der Messwerte an einen Rechner weiter. Zur Erfassung eines Werkstückes bedarf es einer Vielzahl von Messungen bzw. von Messpunkten, um das Werkstück entsprechend abbilden zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Höhenmess- und Anreißgerät zu schaffen, das eine Vielzahl von Messpunkten innerhalb einer einzigen Messung aufnimmt, so dass der Messkomfort gesteigert und die Messzeiten verringert werden, dadurch wird folglich soll auch die Effizienz der Messung gesteigert.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Höhenmess- und Anreißgerät mit einem Sender in Form eines Projektors, Beamers, einem oder mehrere ein Bild erzeugende Laser oder Lampen oder dergleichen ausgestattet ist, welcher ein oder mehrere Bilder auf ein Werkstück projiziert.
Desweiteren ist nach einem wesentlichen Merkmal vorgesehen, dass das erzeugte Bild mittels eines Empfängers in Form einer oder mehrerer geeigneter Optiken oder einem geeigneten Sensor, beispielsweise einer Kamera, einem CCD- oder CMOS-Sensor, aufgenommen wird.
Das erzeugte Bild wird dabei vom zu vermessenden Bauteil aufgrund seiner Topologie verzerrt und dieses verzerrte Bild wird mittels der genannten Sensoren aufgenommen. Ein entsprechendes Rechnerprogramm rechnet diese Verzerrungen, beispielsweise auf Basis des Triangulationsverfahrens, in Raumkoordinaten um. Dadurch kann ein 3D-Abbild des Bauteils bestimmt werden.
Beide Komponenten sind winklig zueinander angeordnet, verbunden über eine Halterung. Der Winkel wird bestimmt aus Öffnungswinkel der beiden Komponenten Sender (Beamer, Projektor, Laser oder dergleichen) und Empfänger (Kamera, CCD-Sensor oder CMOS-Sensor oder dergleichen) und dem Arbeitsabstand.
Die Genauigkeit wird daher im Wesentlichen durch den Arbeitsabstand und durch die Auflösung des Gerätes zur Bilderstellung und durch die Auflösung des Sensors bestimmt.
Dabei ist besonders vorteilhaft, dass nicht nur einzelne Punkte oder Linien aufgenommen werden, sondern ein komplettes Feld. Dadurch wird die Messung sehr komfortabel und effizient.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Sender (Beamer, Projektor, Laser oder dergleichen) und der Empfänger (Kamera, CCD- oder CMOS-Sensor) über eine Halterung relativ zu einander verbunden sind.
Hierbei ist von Vorteil, wenn der Sender und/oder der Empfänger an einem Ende des Höhenmess- und Anreißgerätes montiert sind.
Eine wesentliche Ausgestaltung sieht vor, dass das erzeugte Bild aus Linien verschiedener Helligkeiten besteht, wobei das aufgenommene Bild durch ein Rechnerprogramm in einem Rechner ausgewertet und in 3D-Raumkoordinaten umgerechnet wird.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Kommunikation zwischen dem Empfänger (Sensor, Kamera, CCD, CMOS) und dem ein Rechnerprogramm zur Umrechnung in Raumkoordinaten aufweisenden Rechner über einen geeigneten Übertragungsbus geschieht. Beispielsweise RS485, EtherCAT, CAN, Profibus oder aber auch analog.
Die Übertragung der anfallenden Daten zum auswertenden Rechner erfolgt kabelgebunden oder kabellos über einen geeigneten Bus. Dies können neben Analogsignalen auch gängige Busarten sein, wie beispielsweise RS485, EtherCAT, CAN, Profibus, Firewire, USB. Die kabellose Übertragung kann mittels Wireless Firewire, Wireless USB, WLAN, Infrarot und dergleichen geschehen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt.
Es zeigt:
1 ein Höhenmess- und Anreißgerät in Ansicht mit an einem Ende eines tragbaren Messgerätes montierter Halterung, welche als Sender ein oder mehrere Kameras und einen zentral montierten Beamer/Projektor/Laser aufnimmt.
2 ein Beamer/Projektor/Laser kombiniert mit einer Halterung welche winklig auch ein oder mehrere Kameras/CCD/CMOS aufnimmt.
Das in 1 dargestellte Höhenmess- und Anreißgerät ist zum dreidimensionalen Messen von Werkstücken ausgebildet. Es besteht im Wesentlichen aus dem Basisteil, welches auf dem Fuß 1 fixiert ist, mehreren beweglichen Armen 7, wobei einer der Arme eine Halterung 6 trägt. Die Drehgelenke 2 sind mit Messmitteln versehen und geben ihre Position an einen Rechner 4 weiter. Der Rechner 4 dient zur Bestimmung und/oder der Erfassung und/oder der Speicherung der Messwerte, welche vom Messwerkzeug, bestehend aus Halterung 6, ein oder mehrerer Kameras/CCDs/CMOS 5 und einem oder mehrere Beamer/Projektoren/Laser auf dem zu messenden Bauteil erzeugt werden. Die vollzogene Messung wird mittels Rechnerprogramm errechnet und gegebenenfalls dargestellt.
Das in 2 dargestellte Messprinzip zeigt ein beispielhaftes Muster, bestehend aus hellen (10) und dunklen (11) Linien, welche mittels Beamer/Projektor/Laser 3 auf einen Probanden 8 projiziert wird. Das projiziertes Bild wird mittels einer oder mehrerer Kameras/CCD/CMOS mittels Triangulationsverfahren erfasst, wodurch sich aus Differenzen von Soll – und Ist – Bild per Rechnerprogramm Koordinaten ausrechnen lassen.
Bezugszeichenliste

1: Fuß
2: Gelenk mit einer oder mehr Achsen
3: Sender (Beamer, Projektor, Laser oder Ähnliches)
4: Rechner
5: Empfänger (Kamera, CCD- oder CMOS-Sensor oder Ähnliches)
6: Träger, Halter
7: Arm
8: Proband
9: Handstück, hier: mit integrierter PC-Maus
10: hell projizierte Linie
11: dunkel projizierte Linie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4403901 A1 [0002]

Claims

Tragbares und/oder transportierbares und/oder stationäres Höhenmess- und Anreißgerät zum insbesondere dreidimensionalen Messen der Position eines Objektes in einem ausgewählten Volumen und/oder Anreißen von Werkstücken, bestehend aus mindestens einem beweglichen, ein Mess- oder Anreißwerkzeug tragenden Arm, dabei wird die Position des Messund/oder des Anreißwerkzeuges über Messmittel direkt oder indirekt an einen, ein entsprechendes Rechnerprogramm aufweisenden Rechner zur Bestimmung und/oder Erfassung und/oder Speicherung der Messwerte geleitet, dadurch gekennzeichnet, dass das Höhenmess- und Anreißgerät mit einem Sender (3) in Form eines Projektors, Beamer, einem oder mehrere ein Bild erzeugende Laser oder Lampen oder dergleichen ausgestattet ist, welcher ein oder mehrere Bilder auf ein Werkstück projiziert.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Bild mittels eines Empfängers (5) in Form einer oder mehrerer geeigneter Optiken oder einem geeigneten Sensor, beispielsweise einer Kamera, einem CCD- oder CMOS-Sensor, aufgenommen wird.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) (Beamer, Projektor, Laser oder dergleichen) und der Empfänger (5) (Kamera, CCD- oder CMOS-Sensor) über eine Halterung (6) relativ zu einander verbunden sind.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sender (3) und/oder der Empfänger (5) an einem Ende des Höhenmess- und Anreißgerätes montiert sind.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erzeugte Bild aus Linien verschiedener Helligkeiten besteht.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgenommene Bild durch ein Rechnerprogramm in einem Rechner (4) ausgewertet und in 3D-Raumkoordinaten umgerechnet wird.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikation zwischen dem Empfänger (5) (Sensor, Kamera, CCD, CMOS) und dem ein Rechnerprogramm zur Umrechnung in Raumkoordinaten aufweisenden Rechner (4) über einen geeigneten Übertragungsbus geschieht. Beispielsweise RS485, EtherCAT, CAN, Profibus oder aber auch analog.
Höhenmess- und Anreißgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragungsbus kabelgebunden oder kabellos übertragen wird. Beispielsweise per WLAN, Wireless USB, Bluetooth, Infrarot.