DE102011000088A1

DE102011000088A1 - Verfahren zur Ermittlung eines Verfahrweges bei der Messung von Strukturen eines Objekts

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Publication number: DE102011000088A1
Application number: DE102011000088A
Authority: DE
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-11
Publication date: 2011-07-14

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder Geometrie eines Objekts wie Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes mit vorzugsweise zumindest einem optischen, taktilen und/oder taktil-optischen Messsystem. Um grundsätzlich eine automatische Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge, insbesondere eine Verfahrwegoptimierung zwischen mehreren zu messenden Elementen oder Merkmalen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der für einen vorab festgelegten Bereich und/oder vorab festgelegte Menge von Messpunkten und/oder zu messenden Elementen oder Merkmalen zu durchfahrende Weg und/oder die Reihenfolge der Abarbeitung unter Berücksichtigung von vorab definierten Regeln festgelegt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder Geometrie eines Objekts wie Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes mit zumindest einem optischen, taktilen und/oder taktil-optischen Messsystem.
Grundsätzlich wird das Messen während der Bewegung unter Berücksichtigung der synchronisiert zur Messwertaufnahme vorliegenden Position des Sensors, bestimmt durch die Maßstäbe des den Sensor bezüglich des Messobjektes bewegenden Koordinatenmessgerätes, in der EP 1412825 erläutert. Da die vorliegende Erfindung als Weiterentwicklung des Verfahrens der EP 1412825 anzusehen ist, werden deren Inhalte, insbesondere die Ausführungen zur Erläuterung der Synchronisierung durch Triggerung von Maßstäben, Beleuchtung bzw. Belichtung durch Shutter und Messdatenaufnahme, ausdrücklich als Teil der vorliegenden Erfindung benannt.
Unberücksichtigt bleibt in der EP 1412825 jedoch der konkret vorliegende Bewegungsablauf während der Aufnahme von Messpunkten. Insbesondere führen dadurch während der Aufnahmezeit des Sensors, wie zum Beispiel der Belichtungszeit einer CCD-Kamera, auf- tretende Geschwindigkeitsschwankungen, beispielsweise durch mechanische Schwingungen zu Schwingungen bei der Positionsregelung des Koordinatenmessgerätes und somit zu ungenauer Zuordnung der Sensordaten zur Messposition des Sensors. Die gleiche Wirkung haben beschleunigte oder bogenförmige Bewegungen, die beispielsweise zur Optimierung der Verfahrwege zwischen mehreren Messpunkten notwendig sind, während der Messpunktaufnahme, wenn diese nicht genau bekannt und berücksichtigt werden. Weitere Abweichungen treten insbesondere durch die Bewegungsunschärfe des von der Kamera aufgenommenen Bildes durch die Bewegung während der Integrationszeit auf. Dem Stand der Technik ist zur Verringerung dieses Effektes nur die blitzartige Beleuchtung und extrem kurze Integrationszeiten bekannt. Zur Minimierung von Bildrauschen oder bei nicht ausreichend hellen Lichtquellen, insbesondere bei besonders geringer zulässiger Bewegungsunschärfe für höchste Genauigkeiten, stehen lange Integrationszeiten für geringes Rauschen und große Helligkeit und geringe Integrationszeiten für geringe Bewegungsunschärfe im Widerspruch. Nicht erwähnt wird im Stand der Technik die Korrektur der Bewegungsunschärfe des aufgenommenen Bildes unter Verwendung der Kenntnis des Bewegungsablaufes während der Integrationszeit.
Außerdem werden bei bisher bekannten Verfahren zur Bestimmung von Strukturen oder Geometrien von Objekten mittels in Koordinatenmessgeräten integrierten Sensoren, Messabläufe entweder interaktiv oder mittels zuvor eingelernter Programme abgearbeitet. In beiden Fällen wird die Reihenfolge der Einzelmessungen durch den Benutzer festgelegt und gegebenenfalls manuell editiert.
Für die Reihenfolge der Einzelmessungen zur messtechnischen Erfassung eines einzelnes Elementes wie Einzelpunkt, Gerade, Ebene, Zylinder, Kugel, Torus etc. oder Merkmals wie Position, Durchmesser, Lagetoleranz, Ebenheit etc. existieren bereits Automatismen, die die zu messenden Punkte und auch die Reihenfolge, in der sie angefahren werden, automatisch festlegen. Eine entsprechende Messpunkteverteilung bietet beispielsweise die Software „Calypso” der Zeiss Messtechnik GmbH.
Nachteilig bei den bisher bekannten Verfahren ist jedoch, dass die Abarbeitungsreihenfolge für mehrere Elemente oder Merkmale nur durch den Benutzer festgelegt werden kann und insbesondere nicht durch ein automatisches Verfahren optimiert werden kann.
Nicht gelöst ist dabei insbesondere, dass die Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge nach vorher festgelegten, variablen Regeln erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und grundsätzlich eine automatische Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge, insbesondere eine Verfahrwegoptimierung zwischen mehreren zu messenden Elementen oder Merkmalen zu ermöglichen.
Zur Lösung sieht die Erfindung insbesondere vor, dass der für einen vorab festgelegten Bereich und/oder vorab festgelegte Menge von Messpunkten und/oder zu messenden Elementen oder Merkmalen zu durchfahrende Weg und/oder die Reihenfolge der Abarbeitung unter Berücksichtigung von vorab definierten Regeln festgelegt wird.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zur Bestimmung der Geometrie eines Messobjektes wie Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes mit zumindest einem optischen, taktilen und/oder taktil-optischen Messsystem, wobei für die vorab festgelegte Menge oder die in einem vorab festgelegten Bereich befindlichen Messpunkte und/oder zu messenden Elemente oder Merkmale, mehrere Messpositionen zwischen Messsystem und Messobjekt durch das Koordinatenmessgerät eingestellt werden, an denen ein oder mehrere Messpunkte aufgenommen werden, wobei vorzugsweise Messobjekt und Messsystem während der Aufnahme der Messpunkte zueinander bewegt werden, wobei die Reihenfolge der Messpositionen und der zu durchfahrende Weg zur Einstellung der mehreren Messpositionen unter Berücksichtigung von vorab definierten Regeln festgelegt wird und/oder der Bewegungsverlauf an den Messpositionen zur Korrektur der aufgenommenen Messpunkte eingesetzt wird.
Insbesondere wird berücksichtigt, dass die Aufnahme von Messpunkten während einer beschleunigten oder auf einer gekrümmten Bahn verlaufenden Bewegung zwischen Messobjekt und Messsystem erfolgt.
Eigenerfinderisch wird dazu vorgeschlagen, dass als Messsystem ein Bildverarbeitungssensor mit Kamera, vorzugsweise mit CCD- oder CMOS-Sensor, verwendet wird, wobei die Lage des Kamerabildes oder die Lage der aus dem Kamerabild mittels Kantenortsbestimmung, vorzugsweise anhand eines Schwellwertes, ermittelten Messpunkte korrigiert werden, abhängig von der während der Belichtungsdauer des Kamerasensors vorliegenden, sich vorzugsweise ändernden, Bewegungsrichtungen und Bewegungsgeschwindigkeiten.
Bevorzugterweise wird zur Beschreibung der Bewegungsrichtungen und Bewegungsgeschwindigkeiten während der Belichtungsdauer des Kamerasensors ein Bewegungsmodell bestimmt, vorzugsweise in Form einer Bewegungsgleichung, die jedem Zeitpunkt eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit zuordnet, indem während der Belichtungsdauer zwei oder mehr Positionen durch Auslesen der Maßstäbe des Koordinatenmessgerätes bestimmt werden und/oder anhand des vorab bestimmten Bewegungsablaufes.
Unabhängig hiervon kann die Kantenortsbestimmung, vorzugsweise der Schwellwert, derart korrigiert werden, dass die Verschiebung des Kantenortes aufgrund der Bewegungsunschärfe, die durch die während der Aufnahme des Kamerabildes vorliegende Bewegung entsteht, aufgehoben wird, indem die Bewegungsunschärfe durch Faltung der Bewegungsgleichung mit einer Kantenübergangsfunktion, vorzugsweise Rechteckfunktion, bestimmt wird.
Eigenerfinderisch wird vorgeschlagen, dass nahe oder an einer Messposition nacheinander mehrere Bilder aufgenommen werden und ein gemitteltes Bild berechnet wird, wobei die einzelnen Bilder zuvor mit Hilfe der Bewegungsgleichung oder durch Ermittlung der Korrelation zueinander, so verschoben und vorzugsweise durch Resampling neu berechnet werden, dass sie der gleichen Messposition zugeordnet werden können.
Selbständigen Schutz genießt der Gedanke, dass die Dauer der Belichtung der Kamera oder einer blitzartigen Beleuchtung in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit an der Messposition automatisch eingestellt wird.
Die vorliegende Erfindung löst die Aufgabe der Verfahrwegoptimierung durch einen Algorithmus zur Optimierung der Reihenfolge, nach der mehrere vorab definierte Elemente oder Merkmale gemessen werden, indem die Reihenfolge variiert wird und anhand von nach vorbestimmten Regeln gebildeten Parametern beurteilt wird.
Dazu werden durch den Anwender beeinflussbare Regeln angewendet, um die vorab festgelegte Menge der zu messenden Elemente oder Merkmale zunächst in Gruppen einzuordnen, um anschließend die Reihenfolge der Abarbeitung der zugeordneten Messpositionen der einzelnen Gruppen und unter Berücksichtigung dieser Reihenfolge, die Reihenfolge innerhalb der einzelnen Gruppen festzulegen.
Durch die Einordnung der Bestandteile der Menge in Gruppen wird die Menge der verbleibenden Elemente oder Merkmale zyklisch entsprechend verringert, indem die bereits eingeordneten Bestandteile aus der Gesamtmenge entfernt werden. Diese Vorgehensweise wird solange wiederholt, bis keine Bestandteile verbleiben.
Die Definition der Gesamtmenge erfolgt vorab durch den Benutzer und kann jederzeit verändert werden, woraufhin der Optimierungsalgorithmus erneut durchlaufen werden kann. Im einfachsten Fall erfolgt die Definition der Gesamtmenge durch Festlegung eines Messbereiches, vorzugsweise rechteckigen oder ringförmigen Bereichs des Messbereiches des Koordinatenmessgerätes, der beispielsweise mit einem optischen Sensor komplett erfasst werden soll. Auch kann der festgelegte Bereich, vorzugsweise die entsprechende Oberfläche des Werkstücks oder die in diesem Bereich bereits zumindest vorab grob bestimmten Elemente oder Merkmale, mit einem optischen, taktilen oder taktil-optischen Sensor gemessen werden. Die Festlegung der Gesamtmenge der zu messenden Element oder Merkmale kann auch anhand einer vorab erstellen Liste, beispielsweise aus CAD-Zeichnung oder CAD-Modell oder manuellem Einlernprozess stammend, erfolgen. Es werden jeweils die im definierten Bereich oder der definierten Liste enthaltenen Elemente oder Merkmale zunächst in Gruppen aufgeteilt.
Nach der Anordnung aller Elemente oder Merkmale in Gruppen erfolgt die Optimierung der Abarbeitungsreihenfolge der einzelnen Gruppen und dann der den einzelnen Gruppen zugeordneten, auch jeweils mehreren Messpositionen, wiederum nach variablen Regeln. Enthält eine Gruppe mehrere Messpositionen, so werden diese zusammenhängend abgearbeitet, bevor die Messpositionen der anderen Gruppen in der Abarbeitungsreihenfolge berücksichtigt werden. Vorzugsweise werden die jeweils einer Gruppe zugeordneten Elemente oder Merkmale an einer einzelnen Messposition gemessen. Dies ist insbesondere bei Messungen mit einem Bildverarbeitungssensor möglich, wenn mehrere Elemente oder Merkmale innerhalb des Messbereiches angeordnet sind und durch Verwendung mehrerer Messfenster getrennt analysiert werden.
Die Bewegungen zwischen den einzelnen Messpositionen erfolgt auf geradlinigen oder gekrümmten Bahnen. Bewegungen entlang von nahezu geraden Wegen erweisen sich zur Minimierung des gesamten Messweges als sinnvoll, Bewegungen auf gekrümmten Bahnen zur Anpassung der Bewegungsrichtung zwischen zumindest zwei Messpositionen, vorzugsweise bei Messungen während der Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgerätes, und zur Minimierung der Messzeit.
Die Regeln für die Aufteilung der Bestandteile der Gesamtmenge in Gruppen und für die anschließende Festlegung der Abarbeitungsreihenfolge der Messpositionen der Gruppen oder innerhalb einer Gruppe sind vorzugsweise vom Benutzer veränderbar und werden an den eingesetzten Sensor und die zu bestimmenden Elemente und Merkmale angepasst. Die folgenden, beispielhaften Regeln kommen innerhalb der mehreren Messpositionen innerhalb einer Gruppe, aber auch beim Übergang zwischen der letzten Messposition einer ersten und der ersten Messposition der darauf folgenden Gruppe zur Anwendung und bilden jeweils zumindest einen Parameter:
a. allgemeine Regeln:

1. Die Messpositionen werden so angeordnet, dass als Parameter die Summe der Verfahrwege zwischen den Messpositionen minimal ist, indem möglichst auf kürzestem, vorzugsweise direktem, also kürzestem Weg zwischen den Messpositionen verfahren wird. Zur Kollisionsvermeidung notwendige Umfahrungen von Hindernissen werden berücksichtigt.
2. Die Parameter der Richtungsänderung zwischen den Anfahrwegen zweier aufeinander folgender Messpositionen ist möglichst klein, vorzugsweise kleiner als ein Schwellwertwinkel. Diese Regel erweist sich vor allem dann als sinnvoll, wenn die Messdatenaufnahme an einer Messposition während der Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgerätes erfolgt, wie beispielsweise optische Messung oder Scannen mit einem optischen, taktilen oder taktil-optischen Sensor.
3. Die Parameter der Anzahl der Richtungsänderungen, vorzugsweise mit ihrer Stärke gewichtet, im Bewegungsablauf der Gesamtmessung ist möglichst gering. Dies lässt sich beispielsweise durch Gruppierung der Messpositionen auf möglichst wenigen und möglichst langen, nahezu geradenförmigen Abschnitten erreichen. Die Menge der anzufahrenden Messpositionen kann dazu in zu variierenden Suchrichtungen von 0° bis 360° in mehreren Ebenen, vorzugsweise einer Ausgleichsebenen, gebildet durch alle Messpositionen, durchsucht werden. Die Suchrichtung bildet dabei die Hauptbewegungsrichtung, auf der möglichst viele Messpositionen angeordnet sein sollen, welche anschließend einer Gruppe zugeordnet werden. Dies führt beispielsweise zu einem nahezu mäanderförmigen Bewegungsablauf, wenn die Messpositionen nahezu gleichmäßig in einem Rechteck angeordnet sind, wie beispielsweise bei der Messung einer Fläche durch rasterförmiges Scannen mit einem Bildverarbeitungssensor. Diese Suchstrategie kann auch mehrfach verschachtelt angewendet werden, indem nach der Ermittlung des ersten nahezu geradenförmigen Abschnittes die Menge der verbleibenden Messpositionen erneut in allen Richtungen durchsucht wird. Dieses Vorgehen wird solange wiederholt, bis alle Messpositionen in Gruppen aufgeteilt sind. Als weiterer Parameter wird dazu die Anzahl der ermittelten Gruppen verwendet. Als Spezialfall kann eine feste Suchrichtung festgelegt oder automatisch ermittelt werden. Die Messpositionen werden dann lückenlos in Gruppen eingeteilt, die auf nahezu parallel verlaufenden Bahnen gemessen werden. Dazu werden jeweils die Messpositionen in eine Gruppe eingeordnet, die sich entlang der der jeweiligen Gruppe zugeordneten Bahn befinden oder durch Abweichen der vorgegebenen Bahn erreichen lassen, sofern die Winkeländerung bei der Bewegung zwischen zwei aufeinander folgenden Messpositionen einen Schwellwertwinkel unterschreitet. Dies kann bedeuten, dass möglicherweise bereits in eine Gruppe eingeordneten Messpositionen so lange aus der Gruppe wieder entfernt werden, bis die Schwellwertbedingung erfüllt ist. Das kann auch dazu führen, dass eine Messposition als einziges in eine Gruppe eingeordnet wird. Der gesamte Messverlauf erfasst dadurch alle Messpositionen in einem zusammenhängenden Mäander, in dem die einzelnen Gruppen in ihrer Reihenfolge örtlich nebeneinander angeordnet sind.
4. Die Messpositionen werden so angeordnet, dass als Parameter die Gesamtmesszeit minimal wird. Vorzugsweise wird die Gesamtmesszeit durch Simulation des gesamten Mess- und Bewegungsvorgangs ermittelt.

b. Regeln speziell für optische Sensoren:

1. Es wird, abhängig von der Größe des Messbereiches des optischen Sensors, wie Bild- bzw. Messfeld, aus der Menge der verbleibenden Elemente oder Merkmale die erste oder nächste Messposition und/oder Messfensterposition so bestimmt, dass möglichst viele Elemente oder Merkmale bzw. Teile von Merkmalen im Messfeld gleichzeitig messbar sind. Die Elemente oder Merkmale bzw. Teile von Merkmalen im Messfeld bilden eine Gruppe. Als Parameter wird die Anzahl der Gruppen herangezogen.
2. Es wird, abhängig von der Größe des Messbereiches des optischen Sensors, wie Bild- bzw. Messfeld, aus der Menge der verbleibenden Elemente oder Merkmale die nächste Messposition und/oder Messfensterposition unter Berücksichtigung der vorigen, bereits bestimmten Messpositionen so bestimmt, dass als Parameter die Entfernung zur vorigen Messposition und/oder die Richtungsänderung bezüglich der Bewegungsrichtung definiert durch die zumindest zwei vorigen Messpositionen möglichst klein ist.

c. Regeln speziell für taktile oder taktil-optische Sensoren:

1. Für Einzelpunktmessungen, bei denen vorzugsweise die Bewegungsachsen des Koordinatenmessgerätes während der Messpunktaufnahme nahezu unbewegt bleiben, werden Gruppen gebildet, in denen möglichst alle Einzelpunkte zu jeweils einem zu messenden Element oder Merkmal enthalten sind. Somit werden Langzeitdrift-Effekte zumindest bei der Bestimmung der aus den Elementen oder Merkmalen berechneten Ergebnisse minimiert. Als Parameter wird die Summe der Messpunkte gebildet, die zu einem Element oder Merkmal gehören, aber nicht zusammenhängend mit den anderen Einzelpunkten dieses Elementes oder Merkmales gemessen werden.
2. Beim scannenden Messen werden Gruppen gebildet, in denen sich mehrere zusammenhängende Messpunkte auf Messlinien oder Messflächen befinden, welche sich auf einem zusammenhängenden Oberflächenelement des Werkstücks befinden oder gemessen werden können, ohne dass der Kontakt zwischen Sensor und Werkstück unterbrochen wird. Als Parameter wird die Anzahl der einzelnen zusammenhängenden Oberflächenelemente oder der einzelnen Messzyklen wie Scanning gebildet.

Die Zuordnung der Messpositionen in Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Messpositionen innerhalb der Gruppen und die Verfahrwege zwischen den Messpositionen werden solange variiert werden, bis entsprechend der vorab bestimmten Regeln für zumindest ein Parameter oder die gewichtete Summe mehrerer Parameter ein Schwellwert unterschritten und/oder ein Minimum erreicht wird.
Da die verschiedenen Regeln auch gleichzeitig Anwendung finden können, werden die entsprechenden Parameter vorzugsweise gewichtet, um die optimale Lösung zu finden. Die Gewichtung kann vom Anwender beeinflusst werden. Durch ein höheres Gewichten der Minimierung von Winkeländerungen kann dadurch beispielsweise eine höhere Genauigkeit zu Lasten längerer Messzeiten, und umgekehrt, erreicht werden.
Es zeichnet sich folglich die Erfindung insbesondere auch dadurch aus, dass vorab festgelegter Bereich und/oder vorab festgelegte Menge von Messpunkte und/oder zu messenden Elementen oder Merkmale ein Teil des Messbereiches des Messgerätes wie Koordinatenmessgerät ist oder aus einer vorab erstellen Liste, vorzugsweise aus CAD-Modell oder CAD-Zeichnung oder manuell ermittelter Positionen aus einem Einlernvorgang, vorzugsweise Aufziehen eines Fensters in einer zugeordneten Benutzeroberfläche, ermittelt wird und unter Berücksichtigung des eingesetzten Sensors die Menge der anzufahrenden Messpositionen ermittelt wird und vorzugsweise die anzufahrenden Messpositionen solange in Gruppen eingeordnet werden, bis keine einzuordnenden Bestandteile verbleiben, wobei bereits eingeordnete Bestandteile aus der Menge der einzuordnenden Bestandteile zyklisch entfernt werden und danach die Reihenfolge der Abarbeitung der einzelnen Gruppen und unter Berücksichtigung dieser Reihenfolge, die Reihenfolge der Abarbeitung der innerhalb der einzelnen Gruppen vorhandenen Messpositionen sowie die Verfahrwege zwischen den Messpositionen, insbesondere der letzten Messposition einer ersten Gruppe und der ersten Messposition der darauf folgenden Gruppe, festgelegt werden, wobei jeder Gruppe eine oder mehrere Messpositionen zugeordnet sind, wobei vorzugsweise die Zuordnung der Messpositionen in Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Messpositionen innerhalb der Gruppen und die Verfahrwege zwischen den Messpositionen solange variiert werden, bis entsprechend vorab bestimmter Regeln für zumindest einen Parameter oder die gewichtete Summe mehrerer Parameter ein Schwellwert unterschritten und/oder ein Minimum erreicht wird und vorzugsweise die ermittelten Verfahrwege und/oder Messpositionen auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm visualisiert werden.
Ferner zeichnet sich die Erfindung insbesondere auch dadurch aus, dass als Parameter die Summe der Verfahrwege zwischen den Messpositionen und/oder die vorzugsweise durch Simulation des gesamten Messvorgangs ermittelte Gesamtmesszeit verwendet werden, wobei vorzugsweise die Messpositionen auf kürzestem, nahezu geradlinigem Weg verbunden werden, wobei vorzugsweise von einem Startpunkt ausgehend als jeweils nächste Messposition die verwendet wird, an der der nächstgelegene Messpunkt oder die durch einen Bildverarbeitungssensor gleichzeitig messbaren nächstgelegenen Messpunkte mit dem eingesetzten Sensor erfassbar sind und vorzugsweise als Parameter die Summe der Winkeländerungen der Bewegungsrichtungen und/oder Anzahl der Änderungen der Bewegungsrichtung und/oder die Summe der mit der Winkeländerung der Bewegungsrichtung gewichteten Anzahl der Änderungen der Bewegungsrichtung und/oder der maximale Betrag der Winkeländerungen der Bewegungsrichtungen jeweils aufeinander folgender Messpositionen verwendet werden, vorzugsweise bei Messungen, die während der Bewegung des Sensors, vorzugsweise Bildverarbeitungssensors bezüglich des Werkstücks erfolgen, indem vorzugsweise gekrümmte Verfahrwege vorzugsweise großer Radien zwischen zumindest einem Paar aufeinander folgender Messpositionen verwendet werden und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche möglichst viele Messpositionen enthalten, die je auf nahezu einer Linie liegen oder in einer nahezu geradenförmigen Bewegung durch das Messfeld eines Bildverarbeitungssensors erfasst werden können, wobei eine erste Gruppe Messpositionen entlang einer ersten Richtung enthält und vorzugsweise weitere Gruppen in nahezu der gleichen oder unterschiedlichen Richtung Messpositionen enthalten, wobei die jeweilige Richtung vorzugsweise festgelegt wird, indem in von 0° bis 360° variierter Richtung in einer durch vorzugsweise die Ausgleichsebene der verbleibenden Messpositionen gebildeten Ebene die Menge der jeweils verbleibenden Messpositionen nach der Richtung durchsucht wird, in oder nahe der sich die meisten Messpositionen befinden und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche möglichst viele Messpositionen enthalten, die je auf nahezu einer Linie liegen oder in einer nahezu geradenförmigen Bewegung durch das Messfeld eines Bildverarbeitungssensors erfasst werden können, wobei die allen Gruppen zugeordneten Linien nahezu parallel sind und vorzugsweise abwechselnd in entgegen gesetzter Richtung verlaufend, einen einzigen, alle Messpositionen enthaltenden, zusammenhängenden, mäanderförmigen Messablauf erzeugen, indem jeder Gruppe die Messpositionen zugeordnet werden, die beim Verfahren entlang der automatisch ermittelten oder durch den Anwender vorgegebenen Richtung der jeweiligen Linie erreicht werden, wobei die dazu notwendige Winkeländerung der Bewegungsrichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Messpositionen eine Schwellwertwinkel unterschreitet und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche jeweils die Messpositionen von Elementen oder Merkmalen und/oder Teilen von Elementen oder Merkmalen enthalten, die mit dem Messfeld eines Bildverarbeitungssensors, vorzugsweise durch Setzen mehrerer Messfenster innerhalb des Messfeldes des Bildverarbeitungssensors, gleichzeitig erfasst werden können und/oder als Parameter die Summe der Messpunkte möglichst klein wird, die zu einem Element oder Merkmal gehören, aber nicht zusammenhängend mit den anderen Einzelpunkten dieses Elementes oder Merkmales gemessen werden, indem Gruppen gebildet werden, die jeweils möglichst viele, vorzugsweise alle Einzelpunkte zu jeweils einem zu messenden Element oder Merkmal enthalten und/oder als Parameter die Summe der ununterbrochenen Messzyklen wie Scanning möglichst klein wird, indem möglichst wenige Gruppen gebildet werden, die jeweils nur Messpunkte enthalten, die zusammenhängend gemessen werden können, wobei diese Messpunkte vorzugsweise auf einer Messlinie oder Messfläche wie Patch oder anderem zusammenhängenden Oberflächenelement angeordnet sind.
Auch zeichnet sich die Erfindung insbesondere dadurch aus, dass jeweils einer Gruppe zugeordnete Elemente oder Merkmale an einer einzelnen Messposition, vorzugsweise mit einem optischen Bildverarbeitungssensor gemessen werden, wobei vorzugsweise mehrere Messfenster getrennt zur Analyse der verschiedenen enthaltenen Elemente oder Merkmale verwendet werden oder der gesamte Bildinhalt des Bildverarbeitungssensor zur späteren Auswertung gespeichert wird.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere auch dadurch aus, dass mit einem optischen Bildverarbeitungssensor gemessene Bildinhalte mehrerer Messpositionen, die vorzugsweise in einem Raster angeordnet sind, zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden, vorzugsweise unter Verwendung von Resamplingverfahren, und anschließend einzelne oder mehrere Elemente oder Merkmale innerhalb des Gesamtbildes bestimmt werden.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung auch dadurch aus, dass die Messwertaufnahme, vorzugsweise die Aufnahme eines oder mehrerer Bilder des Bildverarbeitungssensors während der Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgerätes synchron mit der Aufzeichnung der Positionen der Achsen des Koordinatenmessgerätes erfolgt, wobei vorzugsweise die Messwertaufnahme und die Aufzeichnung der Positionen der Achsen des Koordinatenmessgerätes durch das beim zumindest groben Erreichen einer vorgegebenen Messposition erzeugte Triggersignal ausgelöst werden und vorzugsweise das Messobjekt blitzartig beleuchtet oder die Kamera mittels eines mechanischen oder elektronischen Shutters kurzzeitig belichtet wird, wobei die blitzartige Beleuchtung oder der Shutter durch das Triggersignal ausgelöst werden.
Auch zeichnet sich die Erfindung insbesondere dadurch aus, dass die Dauer der Belichtung der Kamera und/oder der blitzartigen Beleuchtung in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit an der Messposition automatisch eingestellt wird.
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 der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
1 ein erstes Beispiel zur Anwendung von Regeln zur Festlegung des Messablaufes mit einem Bildverarbeitungssensor,
2 ein zweites Beispiel zur Anwendung von Regeln zur Festlegung des Messablaufes mit einem taktilen oder taktil-optischen Sensor und
3 ein drittes Beispiel zur Anwendung von Regeln zur Festlegung des Messablaufes mit mäanderförmiger Abarbeitung.
1 zeigt ein erstes Beispiel zur Anwendung von Regeln zur Festlegung der Messreihenfolge und der zwischen den Messpositionen verwendeten Verfahrwegen. Die Elemente 1, 2-1 bis 2-16 und 3-1 bis 3-16 bzw. ihnen zugeordnete Merkmale des Werkstücks 4 werden dazu mit einem Bildverarbeitungssensor gemessen, welcher sich oberhalb der Zeichenebene befindet und durch seinen zweidimensionalen Messbereich bzw. Bildfeld 5 charakterisiert wird. Die Darstellungen der 1 verkörpern alternativ die Darstellung der ermittelten Gruppen und Verfahrwege, die zur Visualisierung auf einem Bildschirm in 2D-Ansicht dargestellt werden. Die Merkmale und Kanten des Werkstücks stammen beispielsweise aus einem CAD-Modell oder in einem Lernmodus ermittelten Werten. Die Auswahl der zu messenden Elemente kann vorab aus einer einem CAD-Modell des Werkstücks oder einem Einlernvorgang entstammenden Liste festgelegt werden. Alternativ kann durch Angabe von Begrenzungskoordinaten oder in der Bildschirmdarstellung ein Messbereich definiert werden, z. B. durch Markierung der gegenüberliegenden Ecken eines Rechteckes, das zumindest einen Teil der zu messenden Merkmale, beispielsweise das Merkmal 1, also den Bereich der Positionen 1-A bis 1-H umfasst. Das Merkmal 1 ist eine komplett zu erfassende Kontur, aus der beispielsweise das Merkmal Parallelität zwischen den beiden Geradenabschnitten 1-1 und 1-2 und der Radius der beiden Kreisbögen 1-3 und 1-4 bestimmt wird. Aus den Merkmalen 2-1 bis 2-16 und 3-1 bis 3-16 soll beispielsweise der Durchmesser und die Positionen der Kreismittelpunkte ermittelt werden. Zur Erfassung aller Merkmale der Liste werden in einem ersten Schritt Gruppen nach verschiedenen Regeln gebildet. Nach einer ersten Regel wird das Merkmal 1 durch Aneinanderreihung möglichst vieler Messpositionen auf möglichst wenigen, langen, nahezu geradenförmigen Abschnitten zunächst in die zwei Gruppen 1-A bis 1-D und 1-E bis 1-H aufgeteilt, wobei nach einer weiteren Regel jede der zugeordneten Messpositionen so gewählt wird, dass möglichst ein großer Anteil des Merkmales 1 mit dem Bildverarbeitungssensor erfasst wird. Sodann wird das Merkmal 1 aus der Menge der zu messenden Elemente entfernt. Die verbleibenden Elemente 2-1 bis 2-16 und 3-1 bis 3-16 werden nun nach einer weiteren Regel zyklisch so in Gruppen aufgeteilt, dass möglichst viele Merkmale durch den Bildverarbeitungssensor gleichzeitig erfassbar sind. Die Gruppe 2 enthält dazu die Messpositionen 2-A, 2-B, 2-C, 2-D und die Gruppe 3 die Messpositionen 3-A, 3-B, 3-C, 3-D wobei an jeder der Messpositionen jeweils vier Merkmale durch vier entsprechende Messfenster innerhalb des Bildfeldes 5 des Bildverarbeitungssensors erfasst werden. Im nächsten Schritt wird die Reihenfolge der Abarbeitung der Gruppen festgelegt. Nach einer weiteren Regel wird dazu jeweils die kürzeste Verbindung zwischen der letzten Messposition einer ersten Gruppe und der ersten Messposition einer nächsten Gruppe verwendet, um beispielsweise den Gesamtverfahrweg zu minimieren. Ausgehend von der Startposition 1-A und in Kombination mit oben genannter Regel, möglichst viele Messpositionen auf möglichst wenigen, langen, nahezu geradenförmigen Abschnitten anzuordnen, führt dies im Beispiel zu folgender Reihenfolge: 1-A bis 1-D, 1-E bis 1-H, 2-A, 2-B, 2-C, 2-D, 3-D, 3-C, 3-B, 3-A. Im letzten Schritt werden die Verfahrwegen innerhalb der Gruppen und zwischen den Gruppen festgelegt. Die in der ersten Gruppe enthaltenen Messpositionen 1-A bis 1-D werden nach einer weiteren Regel auf direktem, kürzesten Weg miteinander verbunden und in Richtung des Pfeils 6 abgefahren. Diese Bewegung kann wahlweise kontinuierlich erfolgen, wobei der Bildverarbeitungssensor an den Messpositionen 1-A bis 1-D jeweils während der Bewegung zumindest ein Bild zur Auswertung in einem so genannten Rasterscanning-Modus aufnimmt. Die Verbindung zur Startposition 1-E der nächsten Gruppe erfolgt ebenfalls auf direktem, kürzestem Wege, wie auch die Weiterbewegung bis zur letzten Messposition 1-H der Gruppe, ebenfalls wahlweise mit Bildaufnahme während der Bewegung. Die Bilder der Messpositionen 1-A bis 1-H werden zur weiteren Auswertung des Merkmals 1 zu einem Gesamtbild unter Verwendung von Resamplingverfahren zusammengesetzt. Die Verbindung zu und innerhalb der Gruppen 2 und 3 erfolgt nach den gleichen Regeln. Alternativ nimmt der Verfahrweg zwischen den Gruppen 2 und 3, also zwischen den Messpositionen 2-C und 3-C nach einer weiteren Regel zumindest teilweise einen Kreisbogen 7 an, wodurch die maximalen Winkeländerungen innerhalb der Verfahrwege unterhalb eines Schwellwertes bleiben und selbst bei höheren Verfahrgeschwindigkeiten homogene Bewegungen mit geringen Beschleunigungen ermöglicht werden, welche die Messung während der Bewegung begünstigen.
In 2 zeigt ein weiteres Werkstück 4 in gleicher Ansicht wie 1, dessen Merkmale 4 bis 9 mit einem taktilen oder taktil-optischen Sensor gemessen werden. In einem ersten Modus werden die geschlossenen Konturen 4-7 durch Scanning entlang der Kontur gemessen. Nach einer weiteren Regel werden dabei jeweils die auf einem Oberflächenelement bzw. entlang einer Messlinie angeordneten Bereiche, die ohne lösen des Kontaktes zwischen Sensor und Werkstückoberfläche messbar sind, in jeweils eine Gruppe eingeordnet. Dies führt dazu, dass die Konturen 4-7 nacheinander in jeweils einem zusammenhängenden Scanvorgang gemessen werden. Alternativ können die Konturen nach gleicher Regel auch in Einzelpunkten gemessen werden. In einem zweiten Modus werden die Merkmale 8 und 9 gemessen, die die Einzelmesspunkte 8-1 bis 8-12 und 9-1 bis 9-8 enthalten. Aus den Einzelmesspunkten beider Merkmale soll jeweils ein zugeordneter Durchmesser des Elementes berechnet werden. Nach einer weiteren Regel werden die zu einem Merkmal zugehörigen Messpunkte ein jeweils eine eigenständige Gruppe eingeordnet. Dies führt dazu, dass zunächst die dem Merkmal 8 zugeordneten Messpunkte 8-1 bis 8-12 und erst dann die dem Merkmal 9 zugeordneten Messpunkte 9-1 bis 9-8 gemessen werden. Alternativ kann an Stelle der einzelnen Messpunkte auch eine Kontur zwischen den jeweils zusammenhängenden Messpunkten, allerdings zuerst die des einen, dann die des anderen Merkmals, gemessen werden.
Die 3 zeigt ein Beispiel für die Einordnung der aus den zu messenden Elementen oder Merkmalen eines innerhalb des vorab festgelegten Bereiches 13 eines Werkstücks abgeleiteten Messpositionen 10-1 bis 10-4, 11-1 bis 11-4 und 12-1 bis 12-4 in drei Gruppen, wobei jede Gruppe die Messpositionen enthält, die jeweils auf einer nahezu geraden Bewegungsbahn mit dem Sensor gemessen werden können. Die Einordnung der Messpositionen in die einzelnen Gruppen erfolgt dabei unter Berücksichtigung der Richtungsänderung, die nach dem Passieren einer ersten Messposition zum Erreichen der jeweils nächsten Messposition notwendig ist. Diese Richtungsänderung darf einen vorgegebenen Schwellwertwinkel nicht überschreiten. Alle Messpositionen sollen durch eine geschlossene mäanderförmige Bewegungsbahn erreicht werden, beginnend in der Richtung, die durch die Verbindung der Messpositionen 10-1 und 10-2 definiert wird. Beginnend bei Messposition 10-1 wird zunächst die Messposition 10-2 der ersten Gruppe zugeordnet. Im nächsten Schritt wird entschieden, ob die Messposition 11-2 oder 10-3 der ersten Gruppe zugeordnet und damit als nächste anzufahrende Messposition ausgewählt wird. Da der Winkel α größer als der festgelegte Schwellwertwinkel ist, kann die Messposition 11-2 nicht der ersten Gruppe zugeordnet werden, sondern die Messposition 10-3, dessen zugeordneter Winkel β kleiner als der Schwellwertwinkel ist. Als letztes wird die Messposition 10-4 der ersten Gruppe zugeordnet und die nächste Gruppe, beginnend in entgegen gesetzter Richtung bei Messposition 11-4 gebildet. Nach der Zuordnung der Messposition 11-3 könnte, um möglichst viele Messpositionen in einer Bewegung zu erfassen, als nächstes die Messposition 12-3 und dann die Messposition 11-2 in die zweite Gruppe eingeordnet werden. Obwohl der Winkel φ zwischen 11-3 und 12-3 kleiner als der Schwellwert ist, ist dies trotzdem nicht möglich, da die darauf folgende Bewegung zur Messposition 11-2 die Winkeländerung δ erfordert, welche größer als der Schwellwertwinkel ist. Deshalb wird als nächstes die Messposition 11-2 und dann 11-1 in die zweite Gruppe eingeordnet. Wäre der Winkel φ zwischen 11-3 und 11-2 auch größer als der Schwellwertwinkel, so müssten die vorhergehenden Messpositionen so lange aus der Gruppe 2 wieder entfernt werden, bis die Schwellwertbedingung erfüllt ist. Dies kann auch dazu führen, dass die Messposition 11-2 als erstes und möglicherweise auch als einziges in die zweite Gruppe eingeordnet wird. Zurückkommend auf den bisher beschriebenen Messablauf werden in der Folge die Messpositionen 12-1, 12-2, 12-3 und als letztes 12-4 in die dritte Gruppe eingeordnet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1412825 [0002, 0002, 0003]

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder Geometrie eines Objekts wie Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes mit vorzugsweise zumindest einem optischen, taktilen und/oder taktil-optischen Messsystem, dadurch gekennzeichnet, dass der für einen vorab festgelegten Bereich und/oder vorab festgelegte Menge von Messpunkten und/oder zu messenden Elementen oder Merkmalen zu durchfahrende Weg und/oder die Reihenfolge der Abarbeitung unter Berücksichtigung von vorab definierten Regeln festgelegt wird.
Verfahren zur Bestimmung der Geometrie eines Messobjekts wie Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes mit zumindest einem optischen, taktilen und/oder taktil-optischen Messsystem, wobei für die vorab festgelegte Menge oder die in einem vorab festgelegten Bereich befindlichen Messpunkte und/oder zu messenden Elemente oder Merkmale, mehrere Messpositionen zwischen Messsystem und Messobjekt durch das Koordinatenmessgerät eingestellt werden, an denen ein oder mehrere Messpunkte aufgenommen werden, wobei vorzugsweise Messobjekt und Messsystem während der Aufnahme der Messpunkte zueinander bewegt werden, wobei die Reihenfolge der Messpositionen und der zu durchfahrende Weg zur Einstellung der mehreren Messpositionen unter Berücksichtigung von vorab definierten Regeln festgelegt wird und/oder der Bewegungsverlauf an den Messpositionen zur Korrektur der aufgenommenen Messpunkte eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme von Messpunkten während einer beschleunigten und/oder auf einer gekrümmten Bahn verlaufenden Bewegung zwischen Messobjekt und Messsystem erfolgt, wobei vorzugsweise als Messsystem ein Bildverarbeitungssensor mit Kamera, vorzugsweise mit CCD- oder CMOS-Sensor, verwendet wird, wobei die Lage des Kamerabildes oder die Lage der aus dem Kamerabild mittels Kantenortsbestimmung, vorzugsweise anhand eines Schwellwertes, ermittelten Messpunkte korrigiert werden, abhängig von der während der Belichtungsdauer des Kamerasensors vorliegenden, sich vorzugsweise ändernden, Bewegungsrichtungen und Bewegungsgeschwindigkeiten und vorzugsweise zur Beschreibung der Bewegungsrichtungen und Bewegungsgeschwindigkeiten während der Belichtungsdauer des Kamerasensors ein Bewegungsmodell bestimmt wird, vorzugsweise in Form einer Bewegungsgleichung, die jedem Zeitpunkt eine Bewegungsrichtung und Bewegungsgeschwindigkeit zuordnet, indem während der Belichtungsdauer zwei oder mehr Positionen durch Auslesen der Maßstäbe des Koordinatenmessgerätes bestimmt werden und/oder anhand des vorab bestimmten Bewegungsablaufes.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenortsbestimmung, vorzugsweise der Schwellwert, derart korrigiert wird, dass die Verschiebung des Kantenortes aufgrund der Bewegungsunschärfe, die durch die während der Aufnahme des Kamerabildes vorliegende Bewegung entsteht, aufgehoben wird, indem die Bewegungsunschärfe durch Faltung der Bewegungsgleichung mit einer Kantenübergangsfunktion, vorzugsweise Rechteckfunktion, bestimmt wird und vorzugsweise nahe oder an einer Messposition nacheinander mehrere Bilder aufgenommen werden und ein gemitteltes Bild berechnet wird, wobei die einzelnen Bilder zuvor mit Hilfe der Bewegungsgleichung oder durch Ermittlung der Korrelation zueinander, so verschoben und vorzugsweise durch Resampling neu berechnet werden, dass sie der gleichen Messposition zugeordnet werden können.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorab festgelegter Bereich und/oder vorab festgelegte Menge von Messpunkte und/oder zu messenden Elementen oder Merkmale ein Teil des Messbereiches des Messgerätes wie Koordinatenmessgerät ist oder aus einer vorab erstellen Liste, vorzugsweise aus CAD-Modell oder CAD-Zeichnung oder manuell ermittelter Positionen aus einem Einlernvorgang, vorzugsweise Aufziehen eines Fensters in einer zugeordneten Benutzeroberfläche, ermittelt wird und unter Berücksichtigung des eingesetzten Sensors die Menge der anzufahrenden Messpositionen ermittelt wird und vorzugsweise die anzufahrenden Messpositionen solange in Gruppen eingeordnet werden, bis keine einzuordnenden Bestandteile verbleiben, wobei bereits eingeordnete Bestandteile aus der Menge der einzuordnenden Bestandteile zyklisch entfernt werden und danach die Reihenfolge der Abarbeitung der einzelnen Gruppen und unter Berücksichtigung dieser Reihenfolge, die Reihenfolge der Abarbeitung der innerhalb der einzelnen Gruppen vorhandenen Messpositionen sowie die Verfahrwege zwischen den Messpositionen, insbesondere der letzten Messposition einer ersten Gruppe und der ersten Messposition der darauf folgenden Gruppe, festgelegt werden, wobei jeder Gruppe eine oder mehrere Messpositionen zugeordnet sind, wobei vorzugsweise die Zuordnung der Messpositionen in Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Gruppen, die Abarbeitungsreihenfolge der Messpositionen innerhalb der Gruppen und die Verfahrwege zwischen den Messpositionen solange variiert werden, bis entsprechend vorab bestimmter Regeln für zumindest einen Parameter oder die gewichtete Summe mehrerer Parameter ein Schwellwert unterschritten und/oder ein Minimum erreicht wird und vorzugsweise die ermittelten Verfahrwege und/oder Messpositionen auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm visualisiert werden.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter die Summe der Verfahrwege zwischen den Messpositionen und/oder die vorzugsweise durch Simulation des gesamten Messvorgangs ermittelte Gesamtmesszeit verwendet werden, wobei vorzugsweise die Messpositionen auf kürzestem, nahezu geradlinigem Weg verbunden werden, wobei vorzugsweise von einem Startpunkt ausgehend als jeweils nächste Messposition die verwendet wird, an der der nächstgelegene Messpunkt oder die durch einen Bildverarbeitungssensor gleichzeitig messbaren nächstgelegenen Messpunkte mit dem eingesetzten Sensor erfassbar sind und vorzugsweise als Parameter die Summe der Winkeländerungen der Bewegungsrichtungen und/oder Anzahl der Änderungen der Bewegungsrichtung und/oder die Summe der mit der Winkeländerung der Bewegungsrichtung gewichteten Anzahl der Änderungen der Bewegungsrichtung und/oder der maximale Betrag der Winkeländerungen der Bewegungsrichtungen jeweils aufeinander folgender Messpositionen verwendet werden, vorzugsweise bei Messungen, die während der Bewegung des Sensors, vorzugsweise Bildverarbeitungssensors bezüglich des Werkstücks erfolgen, indem vorzugsweise gekrümmte Verfahrwege vorzugsweise großer Radien zwischen zumindest einem Paar aufeinander folgender Messpositionen verwendet werden und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche möglichst viele Messpositionen enthalten, die je auf nahezu einer Linie liegen oder in einer nahezu geradenförmigen Bewegung durch das Messfeld eines Bildverarbeitungssensors erfasst werden können, wobei eine erste Gruppe Messpositionen entlang einer ersten Richtung enthält und vorzugsweise weitere Gruppen in nahezu der gleichen oder unterschiedlichen Richtung Messpositionen enthalten, wobei die jeweilige Richtung vorzugsweise festgelegt wird, indem in von 0° bis 360° variierter Richtung in einer durch vorzugsweise die Ausgleichsebene der verbleibenden Messpositionen gebildeten Ebene die Menge der jeweils verbleibenden Messpositionen nach der Richtung durchsucht wird, in oder nahe der sich die meisten Messpositionen befinden und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche möglichst viele Messpositionen enthalten, die je auf nahezu einer Linie liegen oder in einer nahezu geradenförmigen Bewegung durch das Messfeld eines Bildverarbeitungssensors erfasst werden können, wobei die allen Gruppen zugeordneten Linien nahezu parallel sind und vorzugsweise abwechselnd in entgegen gesetzter Richtung verlaufend, einen einzigen, alle Messpositionen enthaltenden, zusammenhängenden, mäanderförmigen Messablauf erzeugen, indem jeder Gruppe die Messpositionen zugeordnet werden, die beim Verfahren entlang der automatisch ermittelten oder durch den Anwender vorgegebenen Richtung der jeweiligen Linie erreicht werden, wobei die dazu notwendige Winkeländerung der Bewegungsrichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Messpositionen eine Schwellwertwinkel unterschreitet und/oder als Parameter möglichst wenige Gruppen gebildet werden, welche jeweils die Messpositionen von Elementen oder Merkmalen und/oder Teilen von Elementen oder Merkmalen enthalten, die mit dem Messfeld eines Bildverarbeitungssensors, vorzugsweise durch Setzen mehrerer Messfenster innerhalb des Messfeldes des Bildverarbeitungssensors, gleichzeitig erfasst werden können und/oder als Parameter die Summe der Messpunkte möglichst klein wird, die zu einem Element oder Merkmal gehören, aber nicht zusammenhängend mit den anderen Einzelpunkten dieses Elementes oder Merkmales gemessen werden, indem Gruppen gebildet werden, die jeweils möglichst viele, vorzugsweise alle Einzelpunkte zu jeweils einem zu messenden Element oder Merkmal enthalten und/oder als Parameter die Summe der ununterbrochenen Messzyklen wie Scanning möglichst klein wird, indem möglichst wenige Gruppen gebildet werden, die jeweils nur Messpunkte enthalten, die zusammenhängend gemessen werden können, wobei diese Messpunkte vorzugsweise auf einer Messlinie oder Messfläche wie Patch oder anderem zusammenhängenden Oberflächenelement angeordnet sind.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils einer Gruppe zugeordnete Elemente oder Merkmale an einer einzelnen Messposition, vorzugsweise mit einem optischen Bildverarbeitungssensor gemessen werden, wobei vorzugsweise mehrere Messfenster getrennt zur Analyse der verschiedenen enthaltenen Elemente oder Merkmale verwendet werden oder der gesamte Bildinhalt des Bildverarbeitungssensor zur späteren Auswertung gespeichert wird.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem optischen Bildverarbeitungssensor gemessene Bildinhalte mehrerer Messpositionen, die vorzugsweise in einem Raster angeordnet sind, zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden, vorzugsweise unter Verwendung von Resamplingverfahren, und anschließend einzelne oder mehrere Elemente oder Merkmale innerhalb des Gesamtbildes bestimmt werden.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwertaufnahme, vorzugsweise die Aufnahme eines oder mehrerer Bilder des Bildverarbeitungssensors während der Bewegung der Achsen des Koordinatenmessgerätes synchron mit der Aufzeichnung der Positionen der Achsen des Koordinatenmessgerätes erfolgt, wobei vorzugsweise die Messwertaufnahme und die Aufzeichnung der Positionen der Achsen des Koordinatenmessgerätes durch das beim zumindest groben Erreichen einer vorgegebenen Messposition erzeugte Triggersignal ausgelöst werden und vorzugsweise das Messobjekt blitzartig beleuchtet oder die Kamera mittels eines mechanischen oder elektronischen Shutters kurzzeitig belichtet wird, wobei die blitzartige Beleuchtung oder der Shutter durch das Triggersignal ausgelöst werden.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer der Belichtung der Kamera und/oder der blitzartigen Beleuchtung in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit an der Messposition automatisch eingestellt wird.