DE102014220540B4

DE102014220540B4 - Koordinatenmessgerät mit Bedieneinrichtung für eine Bedienperson und Verfahren zum Betreiben des Koordinatenmessgeräts

Info

Publication number: DE102014220540B4
Application number: DE102014220540.9A
Authority: DE
Inventors: Matthias Kappel; Stephan Rieger
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2014-10-09
Publication date: 2016-03-17
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: DE102014220540A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes, das – eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung zum Messen von Koordinaten von Werkstücken aufweist und – eine Bewegungseinrichtung (BA) zum Ausführen von Bewegungen der Koordinaten-Messeinrichtung und optional zum Ausführen von Bewegungen weiterer beweglicher Teile des Koordinatenmessgerätes (K) aufweist, wobei die Bewegungseinrichtung (BA) während einer von ihr ausgeführten Bewegung über eine Bedieneinrichtung von einer Bedienperson steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt, wobei – eine Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) wiederholt aus Informationen (x, y, z) über eine tatsächlich von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführte Bewegung eine während eines fortgesetzten Betriebes des Koordinatenmessgerätes (K) vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführende Bewegung vorausberechnet und – die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) prüft, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des Koordinatenmessgerätes (K) führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts (im Folgenden kurz: KMG), das eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung zum Messen von Koordinaten von Werkstücken aufweist. Ferner weist das KMG eine Bedieneinrichtung auf, über die von einer Bedienperson (insbesondere manuell) eine Bewegungseinrichtung zum Ausführen von Bewegungen der beweglichen Teile steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt. Die Erfindung betrifft auch ein derartiges KMG.
Mit Hilfe von Koordinaten-Messeinrichtungen sind KMGs in der Lage, Koordinaten insbesondere an Oberflächen von Werkstücken zu bestimmen und damit insbesondere die Form der Werkstückoberfläche zu bestimmen. Z. B. wird auf diese Weise die Einhaltung bestimmter Vorgaben für Abmessungen von Werkstücken überprüft.
Das KMG weist optional weitere bewegliche Teile auf, z. B. eine Pinole, einen Schlitten und/oder ein Portal (im Fall eines KMG im Portalbauweise) oder in einem anderen Beispiel mehrere gelenkig miteinander gekoppelte Arme (im Fall eines KMG in Gelenkarmbauweise). Insbesondere kann die Koordinaten-Messeinrichtung lediglich deshalb beweglich sein, weil sie mit einem anderen beweglichen Teil verbunden ist. Die Koordinaten-Messeinrichtung kann aber alternativ oder zusätzlich zu der Verbindung mit einem anderen beweglichen Teil unmittelbar mit einem Antrieb zum Erzeugen der Bewegung gekoppelt sein. Insbesondere handelt es sich bei den weiteren beweglichen Teilen um Teile, die die Koordinaten-Messeinrichtung tragen, stützen und/oder seine Bewegung führen, nicht aber lediglich seine Bewegung antreiben. Ein Antrieb besteht zum Beispiel aus zumindest einem Antriebsmotor und optional einer Mechanik Einrichtung zur Übertragung der von dem Antriebsmotor erzeugten Antriebskräfte und/oder Antriebsmomente auf das unmittelbar mit dem Antrieb gekoppelte bewegliche Teil.
Bei der Koordinaten-Messeinrichtung handelt es sich um eine Einrichtung zum Erzeugen von Messsignalen, aus denen das KMG die Koordinaten des Werkstücks ermittelt. „Zum Erzeugen” bedeutet, dass die Messsignale entweder von der Koordinaten-Messeinrichtung selbst oder unter deren Mitwirkung erzeugt werden. Z. B. ist die Koordinaten-Messeinrichtung ein Messkopf, der an einem weiteren beweglichen Teil (zum Beispiel einer Pinole oder einem Arm) des KMG angebracht ist. An der Koordinaten-Messeinrichtung, z. B. dem Messkopf, kann insbesondere ein Taster (z. B. ein Taststift) angebracht sein, mit dem das KMG die Oberfläche des Werkstücks antastet, um die Sensorsignale des Messkopfes zu erzeugen. Zum Beispiel weist der Messkopf eine Sensorik auf, die Messsignale erzeugt, unter deren Verwendung die Koordinaten ermittelt werden können. Es sind jedoch auch andere Koordinaten-Messeinrichtungen möglich, z. B. optische oder kapazitive Sensoren zur Koordinatenmessung. Auch kann die Koordinaten-Messeinrichtung lediglich die Messung der Koordinaten auslösen. Dies ist zum Beispiel bei einem schaltenden Messkopf der Fall, der bei Kontakt mit dem zu vermessenden Werkstück ein Schaltsignal erzeugt, welches die Messung der Koordinaten durch Ablesung der Maßstäbe der beweglichen Teile auslöst. Insbesondere ist auch ein Taster zum taktilen Antasten des zu vermessenden Werkstücks ein Beispiel für eine Koordinaten-Messeinrichtung oder für einen Teil einer Koordinaten-Messeinrichtung.
In allen Fällen werden die Koordinaten-Messeinrichtung und die optional vorhandenen anderen beweglichen Teile des KMG bewegt, um die jeweilige Messaufgabe zu erfüllen. Z. B. wird die Koordinaten-Messeinrichtung von einer Ausgangsposition innerhalb eines möglichen Messvolumens bewegt, um eine Mehrzahl von Punkten an der Werkstückoberfläche zu vermessen. Insbesondere ist auch eine scannende Messung möglich, bei der die Koordinaten-Messeinrichtung entlang der Oberfläche des Werkstücks bewegt wird. Dabei kann es zu Kollisionen zwischen einem der beweglichen Teile des KMG und einem Objekt kommen, wobei die beabsichtigte Antastung einer Werkstückoberfläche zum Zweck der Bestimmung von Koordinaten nicht als Kollision anzusehen ist. Eine Kollision ist vielmehr unbeabsichtigt. Das Objekt kann z. B. ein in dem Messvolumen angeordnetes Bauteil, eine Halterung zum Halten des zu vermessenden Werkstücks, ein anderes KMG, ein Magazin für ein- und auszuwechselnde Taster und/oder Messköpfe und/oder ein Körperteil einer Person sein. Körperteile von Personen können aber in vielen Fällen von einer Kollisionsbetrachtung ausgenommen werden, wenn geeignete Sicherheitsmaßnahmen getroffen sind, die verhindern, dass eine Person in den Arbeitsbereich des KMG gelangen kann. Allerdings betrifft die Erfindung insbesondere auch den Fall, dass eine Person über einen Körperteil (insbesondere ein Hand) unmittelbar eine Kraft auf ein bewegliches Teil des KMG ausübt, das dann eine Bedieneinrichtung darstellt. In diesem Fall ist die Person jedoch in der Regel ihrer Aktion bewusst und es kommt daher meist nicht zu Kollisionen mit einem Körperteil der Person.
DE 10 2008 020 250 A1 beschreibt ein Koordinatenmessgerät mit einem Tastkopf, einem motorischen Antrieb, der einen Basisteil des Tastkopfes bewegt, einer Steuerung zum Steuern des motorischen Antriebs und einer Handhabe, die von einer Bedienperson manuell betätigbar ist. Über die Handhabe übt die Bedienperson indirekt eine Kraft auf den Basisteil aus. Bekannt sind jedoch auch KMGs, die über eine von den beweglichen Teilen des KMG entfernte Bedieneinrichtung von einer Bedienperson bedient werden und dadurch die von der Bewegungseinrichtung des KMG ausgeführte Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt (z. B.: DE 10 2008 011 534 A1 ). Außerdem gibt es KMGs, die keine motorisch angetriebene Bewegungsausführungseinrichtung aufweisen und daher rein manuell bewegt werden. Im Unterschied dazu hängt die von der Bewegungseinrichtung ausgeführte Bewegung nicht oder nicht mehr von der Aktion einer Bedienperson ab, wenn die Bewegung vorgegeben ist, z. B. durch entsprechende Kodierung in einer Steuerung des KMG. Insbesondere CNC (Computer Numerical Control) gesteuerte KMGs können ohne jegliche Aktion einer Bedienperson Teile eines KMG bewegen und dadurch eine Messaufgabe zur Messung von Koordinaten erfüllen. Dies schließt nicht aus, dass auch CNC-gesteuerte KMGs für eine Bedienperson eine Möglichkeit bieten, die Bewegung der beweglichen Teile zu beeinflussen, während die Bewegung ausgeführt wird. Die Steuerung muss die Beeinflussung aber zulassen. Es gibt auch KMGs, deren Steuerung die Beeinflussung nicht zulässt.
Die zuvor genannten Fälle der Beeinflussung oder vollständigen Steuerung einer Bewegung durch eine Bedienperson schließen auch die Möglichkeit mit ein, dass sich die Aktion der Bedienperson zeitverzögert auf die Bewegung des KMG auswirkt. Dies ist z. B. bei einer sogenannten Nachlaufsteuerung der Fall.
Eine Bewegungseinrichtung, die zumindest als passive, nicht maschinell angetriebene Einrichtung Bestandteil jedes beweglichen KMG ist, wird dann als Bewegungsausführungseinrichtung des KMG bezeichnet, wenn sie zumindest einen Antrieb, z. B. mit einer Motorik, und eine Steuerung des Antriebs aufweist. Z. B. Führt die Bewegungsausführungseinrichtung die Bewegung des jeweiligen beweglichen Teils des KMG aus, indem ein dem jeweiligen beweglichen Teil zugeordneter Motor eine Antriebskraft erzeugt und auf das zugeordnete bewegliche Teil ausübt.
Aufgrund der in der Praxis vorkommenden Kollisionen mit den erwähnten Objekten wird der Messbetrieb des KMG gestört und kann es sogar zu einer Beschädigung des KMG und/oder des Objekts kommen.
DE 197 53 565 A1 beschreibt ein Verfahren zur Steuerung eines Koordinatenmessgeräts, bei dem ein Tastkopf nach Solldaten gesteuert verfahren wird. Die Bahn, entlang derer der Tastkopf verfahren wird, wird vor der Ausführung der Bewegung vorgegeben.
DE 42 12 455 A1 beschreibt ein Verfahren zur Messung von Formelementen auf einem Koordinatenmessgerät. Zur Messung von Werkstücken mit den Formelementen bekannter Geometrie werden die Formelemente auf dem Koordinatenmessgerät entlang einer Sollbahn abgescannt, wobei die Sollbahn vorausberechnet ist.
DE 10 2011 006 300 A1 beschreibt ein Verfahren zur Überprüfung von Positionswerten, mit einer Überwachungseinheit, der in Zeitabständen eines Abfragezeitintervalls Positionswerte eines Positionsmessgerätes zugeführt werden. Es wird ein Erwartungswert für einen zu überprüfenden Positionswert berechnet und der zu überprüfende Positionswert wird unter Verwendung des Erwartungswertes überprüft.
DE 199 60 191 A1 beschreibt ein Verfahren zur Sicherung eines Koordinatenmessgeräts vor Bedienfehlern. Aus Kalibrierdaten wird eine Längeninformation eines an einem Tastkopf zu befestigenden Taststiftes berechnet und die berechnete Längeninformation wird mit wenigstens einem vorgegebenen Schwellwert verglichen. An einen Benutzer wird eine Information ausgegeben, ob die Längeninformation den Schwellwert überschreitet.
DE 10 2010 015 780 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben einer Koordinatenmessmaschine. Die Bewegung eines Maschinenteils wird derart gesteuert, dass bei der Bewegung eine vorgegebene maximale Beschleunigung und/oder ein vorgegebener maximaler Ruck nicht überschritten wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts anzugeben, die Kollisionen mit Objekten vermeiden oder zumindest schädliche Auswirkungen von Kollisionen verringern, wobei die Bewegung zumindest eines beweglichen Teils des KMG von einer Aktion einer Bedienperson abhängt, die über eine Bedieneinrichtung die Bewegung derart steuert, dass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt.
Bei der Bedieneinrichtung kann es sich insbesondere um einen beweglichen Teil des KMG handeln, der von der Bedienperson bewegt wird, zum Beispiel manuell bewegt wird. Dies ist zum Beispiel bei so genannten Gelenkarmgeräten der Fall.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung kann eine Kollision nicht vorab anhand von maschinenlesbaren Informationen ausgeschlossen werden, selbst wenn die Positionen und Abmessungen von möglichen Kollisionsobjekten vollständig bekannt sind. Der Grund dafür liegt darin, dass die Bedienperson die Bewegung zumindest eines Teils des KMG in für das KMG unvorhersehbarer Weise verändert oder vorgibt.
Es wird vorgeschlagen, wiederholt aus Informationen über eine tatsächlich ausgeführte Bewegung des KMG eine während eines fortgesetzten Betriebes des KMG vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführende Bewegung vorauszuberechnen. Abhängig von der Art des KMG wird die tatsächlich ausgeführte Bewegung zum Beispiel von einer Bewegungsausführungseinrichtung des KMG ausgeführt. Wie erwähnt kann die Bewegung aber alternativ über die Bewegungseinrichtung von einer Bedienperson ausgeführt werden und/oder kann die Bewegungsausführungseinrichtung von einer Bedienperson beeinflusst werden. Wenn die Bewegungseinrichtung keinen Antrieb aufweist, ist die tatsächlich ausgeführte Bewegung allein von den Aktionen der Bedienperson abhängig.
Die Vorausberechnung wird von einer Bewegungsüberwachungseinrichtung des KMG ausgeführt. Insbesondere erhält die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Informationen über die tatsächlich von der Bewegungseinrichtung ausgeführte Bewegung von einer Bewegungsmesseinrichtung, die die tatsächlich ausgeführte Bewegung misst und damit feststellt, z. B. wiederholt die aktuelle Position eines beweglichen Teils des KMG oder die aktuellen Positionen mehrerer beweglicher Teile des KMG.
Die Bewegungsausführungseinrichtung kann die Bewegungsmesseinrichtung aufweisen. Die Bewegungsausführungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich mit der Bewegungsmesseinrichtung verbunden sein und die Information über die tatsächlich ausgeführte Bewegung von ihr erhalten und an die Bewegungsüberwachungseinrichtung weitergeben. Ferner alternativ oder zusätzlich erhält die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Information über die tatsächlich ausgeführte Bewegung von der Bewegungsmesseinrichtung, zum Beispiel wenn das KMG keine Bewegungsausführungseinrichtung mit Antrieb aufweist. Die Bewegungsmesseinrichtung kann zum Beispiel Teil der Steuerung des KMG sein und/oder das Koordinatenmesssystem des KMG aufweisen.
Bei einer Variante erhält die Bewegungsüberwachungseinrichtung auch, einmalig oder wiederholt, die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils oder bei mehreren beweglichen Teilen die aktuelle Geschwindigkeit zumindest eines beweglichen Teils. Alternativ oder zusätzlich kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung aus den Informationen über die Positionen des jeweiligen beweglichen Teils selbst die Geschwindigkeit des Teils ermitteln. Auch wenn die Ermittlung der Geschwindigkeit bevorzugt wird, insbesondere um über die Größe der Kollisionsgefahr und/oder über die möglichen Auswirkungen einer Kollision zu entscheiden, ist die Geschwindigkeit für die Feststellung einer Kollisionsgefahr nicht zwingend erforderlich.
Dagegen ist aber die Richtung der bereits ausgeführten Bewegung eine wesentliche Information über die vermutlich in Zukunft ausgeführte Bewegung. Auch die Richtung der bereits ausgeführten Bewegung kann von der Bewegungsausführungseinrichtung, von der Bewegungsmesseinrichtung und/oder von der Bewegungsüberwachungseinrichtung ermittelt werden.
Insbesondere kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Vorausberechnung der während des fortgesetzten Betriebes des KMG vermutlich auszuführenden Bewegung ohne Berücksichtigung von möglichen Aktionen der Bedienperson durchführen. Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass die Aktionen der Bedienperson nicht vorhersehbar sind. Andererseits macht es aber die Trägheit der bewegten Masse unmöglich, dass eine bereits ablaufende Bewegung in jeder beliebigen Weise fortgesetzt wird. Gemäß einer konkreten Ausgestaltung kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung daher die bei fortgesetztem Betrieb des KMG vermutlich von der Bewegungseinrichtung des KMG auszuführende Bewegung vorausberechnen, indem sie die aktuelle Geschwindigkeit des beweglichen Teils berechnet oder verwendet und ausgehend von der aktuellen Position des Teils annimmt, dass die Bewegung des Teils mit konstanter Geschwindigkeit (oder bei Drehbewegungen um eine Drehachse bei konstanter Winkelgeschwindigkeit) fortgesetzt wird. Allgemein betrachtet kann die Mechanik eines KMG nicht nur eine geradlinige Bewegung oder eine Drehbewegung um eine Drehachse ermöglichen, sondern insbesondere andere Beschränkungen der Bewegungsmöglichkeiten eines beweglichen Teils beinhalten. Z. B. kann das bewegliche Teil lediglich bezüglich zweier linearer Freiheitsgrade der Bewegung frei beweglich sein und jedenfalls zumindest in einem Teil-Volumenbereich, in dem sich das Teil befinden kann, nicht in Richtung des dritten linearen Freiheitsgrades der Bewegung beweglich sein. Es wird daher bevorzugt, dass die Bewegungsüberwachungseinrichtung bei der Vorausberechnung der Bewegung unter Berücksichtigung der aktuellen Geschwindigkeit und aktuellen Position des Teils auch etwaige Einschränkungen der Freiheitsgrade der Bewegung des Teils berücksichtigt.
Unter der aktuellen Position und der aktuellen Geschwindigkeit werden diejenige Position und diejenige Geschwindigkeit des Teils verstanden, die der Bewegungsüberwachungseinrichtung zuletzt bekannt geworden ist/sind. Abgesehen von einer gewissen Verzögerung für den Erhalt dieser aktuellen Information durch die Bewegungsüberwachungseinrichtung kann es sich daher insbesondere um die momentane Position und momentane Geschwindigkeit des Teils handeln.
Optional kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung aber nicht nur die aktuellen Informationen über die bereits ausgeführte Bewegung des Teils und vorzugsweise Beschränkungen der Freiheitsgrade der Bewegung des Teils berücksichtigen, sondern auch Informationen über die Möglichkeiten berücksichtigen, die die Bedienperson bei der Beeinflussung der Bewegung des Teils hat. Insbesondere können die Aktionsmöglichkeiten der Bedienperson durch die Art und/oder den Zustand der Bedieneinrichtung beschränkt sein. Z. B. kann die Bedieneinrichtung nur bestimmte Bedienaktionen ermöglichen und/oder es kann zwischen der Bedienaktion der Bedienperson und der Ausführung der Bedienaktion eine Verzögerung vorhanden sein.
Informationen über die tatsächlich ausgeführte Bewegung, insbesondere Informationen über die Position des beweglichen Teils im Verlauf der tatsächlich ausgeführten Bewegung, kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung direkt oder indirekt z. B. aus dem Messsystem erhalten, das die Positionen der beweglichen Teile des KMG auch für die Bestimmung der Koordinaten eines Werkstücks ermittelt. Insbesondere ist es für die Koordinatenbestimmung des Werkstücks erforderlich, die Position sämtlicher beweglicher Teile des KMG zu kennen, von denen die Position der Koordinaten-Messeinrichtung abhängig ist. Z. B. bei einem Koordinatenmessgerät in Portalbauweise hängt die Position der an einer Pinole angeordneten Koordinaten-Messeinrichtung von der Position der Pinole ab, die Position der Pinole wiederum hängt von der Position eines horizontal beweglichen Schlittens auf dem Portal ab und die Position des Schlittens hängt wiederum von der Position des Portals ab.
Ferner prüft die Bewegungsüberwachungseinrichtung, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt. Hierzu kann insbesondere ein Softwaremodul verwendet werden, das auf einem Rechner der Bewegungsüberwachungseinrichtung ausgeführt wird. Die Arbeitsweise der Bewegungsüberwachungseinrichtung kann insbesondere in der oben bereits erwähnten Weise oder einer noch zu beschreibenden Weise ausgestaltet sein und von entsprechenden Parametern abhängen.
Nicht zum Umfang der beigefügten Patentansprüche gehört eine Variante der Bewegungsüberwachung, bei der die von der Bewegungsausführungseinrichtung auszuführende Bewegung durch maschinenlesbare Informationen festgelegt ist. In diesem Fall kann optional während der Ausführung der Bewegung auf Basis der feststehenden maschinenlesbaren Informationen von der Bewegungsüberwachungseinrichtung geprüft werden, ob die auszuführende Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt. Im Ergebnis führt die Bewegungsüberwachungseinrichtung eine Simulation der auszuführenden Bewegung durch, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Informationen über die von der Bewegungsausführungseinrichtung auszuführende Bewegung von einer maschinellen Steuerung erhält. Insbesondere kann bei einer festgestellten Kollision, die sich aus der Simulation ergibt, eine der Maßnahmen ergriffen werden oder es können die Maßnahmen ergriffen werden, auf die noch eingegangen wird, z. B. eine Abbremsung des beweglichen Teils oder der beweglichen Teile des KMG, insbesondere abhängig von der verbleibenden Entfernung zur festgestellten Kollisionsposition, wobei die Abbremsung bis zum Stillstand des beweglichen Teils oder der beweglichen Teile des KMG führen kann. Allerdings muss die Bewegungsüberwachungseinrichtung nicht in die Simulation mit einbeziehen, dass die auszuführende Bewegung anders als durch die maschinenlesbaren Informationen definiert ausgeführt werden könnte. Auch können und müssen keine Maßnahmen ergriffen werden, die Bedienaktionen einer Bedienperson beeinflussen und/oder beschränken, wie dies bei einer zumindest teilweise von einer Bedienaktion einer Bedienperson abhängigen Steuerung sinnvoll ist.
Insbesondere wird Folgendes vorgeschlagen:
Ein Verfahren zum Betreiben eines KMG, das

– eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung zum Messen von Koordinaten von Werkstücken aufweist und
– eine Bewegungseinrichtung aufweist zum Ausführen von Bewegungen zumindest der Koordinaten-Messeinrichtung und optional zum Ausführen von Bewegungen weiterer beweglicher Teile des KMG, wobei die Bewegungseinrichtung während einer von ihr ausgeführten Bewegung über eine Bedieneinrichtung von einer Bedienperson steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt, wobei
– eine Bewegungsüberwachungseinrichtung wiederholt aus Informationen über eine tatsächlich von der Bewegungseinrichtung ausgeführte Bewegung eine während eines fortgesetzten Betriebes des KMG vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführende Bewegung vorausberechnet und
– die Bewegungsüberwachungseinrichtung prüft, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt.

Ferner wird vorgeschlagen: Ein Koordinatenmessgerät, das aufweist

– eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung zum Messen von Koordinaten von Werkstücken,
– optional weitere bewegliche Teile,
– eine Bedieneinrichtung und
– eine Bewegungseinrichtung zum Ausführen von Bewegungen der Koordinaten-Messeinrichtung und optional (soweit vorhanden) zum Ausführen von Bewegungen weiterer beweglicher Teile aufweist, wobei die Bewegungseinrichtung während einer von ihr ausgeführten Bewegung über die Bedieneinrichtung von einer Bedienperson steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt, wobei
– das Koordinatenmessgerät eine Bewegungsüberwachungseinrichtung aufweist, die ausgestaltet ist, wiederholt aus Informationen über eine tatsächlich von der Bewegungseinrichtung ausgeführte Bewegung eine während eines fortgesetzten Betriebes des Koordinatenmessgerätes vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführende Bewegung vorauszuberechnen und
– die Bewegungsüberwachungseinrichtung ausgestaltet ist zu prüfen, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt.

Bei einer ersten Art von KMGs weist das KMG eine Bewegungsausführungseinrichtung als Bewegungseinrichtung auf, d. h. es ist zumindest ein Antrieb vorhanden.
Insbesondere kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Vorausberechnung der von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung für ein einziges Teil oder alternativ für mehrere bewegliche Teile des KMG ausführen. Dementsprechend kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung für lediglich ein bewegliches Teil des KMG oder für mehrere bewegliche Teile des KMG prüfen, ob es zu einer Kollision des Teils kommt.
Vorzugsweise gibt die Bewegungsmesseinrichtung fortlaufend Bewegungssignale, die Informationen (z. B. über die aktuelle Position) über die tatsächlich von der Bewegungseinrichtung ausgeführte Bewegung enthalten, zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung aus und die Bewegungsüberwachungseinrichtung berechnet auf Basis einer Auswertung der Bewegungssignale die von der Bewegungseinrichtung vermutlich auszuführende Bewegung voraus. Auf diese Weise erhält die Bewegungsüberwachungseinrichtung fortlaufend und wiederholt aktuelle Informationen über die bereits ausgeführte Bewegung und kann auf dieser Basis die vermutlich in der Zukunft auszuführende Bewegung vorausberechnen. Der Aufwand für die Erzeugung der Bewegungssignale und für die Feststellung der den Bewegungssignalen zugrundeliegenden Information über die tatsächlich ausgeführte Bewegung ist bei üblichen Koordinatenmessgeräten gering, da diese Information ohnehin für die Steuerung des Bewegungsablaufs und für die Bestimmung von Koordinaten eines Werkstücks benötigt wird. Bei der Information, die mit den fortlaufend ausgegebenen Bewegungssignalen zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung übertragen wird, handelt es sich insbesondere um die zuvor erwähnte Information, in erster Linie um die Position des beweglichen Teils oder die Positionen der beweglichen Teile.
Nicht nur für die zuvor beschriebene Ausführungsvariante des Verfahrens, sondern auch für alle anderen Ausführungsvarianten des Verfahrens gilt, dass das Koordinatenmessgerät entsprechend ausgestaltet sein kann. Darauf wird im Folgenden aber nicht in jedem Einzelfall hingewiesen.
Ein möglicher Parameter für die Vorausberechnung der vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung durch die Bewegungsüberwachungseinrichtung ist eine Distanz für eines der beweglichen Teile. Diese Distanz ist vorgegeben oder wird vorgegeben. Es kann auch für mehrere der beweglichen Teile jeweils eine Distanz vorgegeben sein oder vorgegeben werden, wobei sich die den verschiedenen beweglichen Teilen zugeordneten Distanzen unterscheiden können, aber nicht müssen. In Bezug auf ein bewegliches Teil (und entsprechend für mehrere bewegliche Teile) wird die vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführende Bewegung des beweglichen Teils von der Bewegungsüberwachungseinrichtung über die vorgegebene Distanz vorausberechnet und es wird von der Bewegungsüberwachungseinrichtung geprüft, ob das bewegliche Teil bei Ausführung der vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung über die vorgegebene Distanz kollidiert. Anders ausgedrückt wird jedenfalls zu einem bestimmten Zeitpunkt des Betriebes des KMG nicht über die vorgegebene Distanz hinaus die vermutlich auszuführende Bewegung vorausberechnet und eine Kollision geprüft. Allerdings wird es bevorzugt, dass zu einem späteren Zeitpunkt des Betriebes und vorzugsweise fortlaufend jeweils ausgehend von der aktuellen Position des beweglichen Teils über die vorgegebene Distanz die vermutlich auszuführende Bewegung vorausberechnet und eine Kollision geprüft wird.
Bei einer Variante wird zwar die Distanz vorgegeben oder ist vorgegeben, nicht aber fest vorgegeben. Die Distanz hängt von zumindest einem Betriebsparameter ab, der erst während des Betriebes des KMG ermittelt wird. Insbesondere kann es sich bei dem Betriebsparameter um die Geschwindigkeit handeln. Bewegt sich daher das bewegliche Teil momentan oder aktuell mit einer höheren Geschwindigkeit, ist die vorgegebene Distanz größer als wenn sich das bewegliche Teil mit einer niedrigeren Geschwindigkeit momentan oder aktuell bewegt.
Insbesondere wenn die Distanz auch von zumindest einem Betriebsparameter abhängt, aber auch andernfalls wird durch die Distanz eine sinnvolle Vorausberechnung und Kollisionsprüfung durchgeführt. Auch kann die Distanz verändert werden, z. B. wenn trotz der Vorausberechnung und Kollisionsprüfung Kollisionen stattfinden. Z. B. kann die Distanz vergrößert werden, wenn eine Kollision deswegen nicht vermieden wurde, weil Maßnahmen zur Verhinderung der Kollision nicht rechtzeitig eingeleitet oder durchgeführt werden konnten. Z. B. kann die Distanz aber auch verkürzt werden, wenn eine Kollision deswegen nicht vermieden werden konnte, weil die vorausberechnete Bewegung des beweglichen Teils durch eine Bedienaktion einer Bedienperson zu stark verändert wurde.
Insbesondere wird ein Warnsignal ausgegeben, wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung feststellt, dass die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt. Insbesondere kann die weitere Verarbeitung des Warnsignals davon abhängen, welcher Betriebsmodus eingestellt worden ist. Ferner kann in einem der möglichen Betriebsmodi auch kein Warnsignal ausgegeben werden, wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung eine Kollision für die vorausberechnete Bewegung feststellt. Z. B. ist die Ausgabe eines Warnsignals nicht erforderlich, wenn automatisch ausreichende Maßnahmen durchgeführt werden, um die Kollision zu vermeiden.
Ein von der Bewegungsüberwachungseinrichtung ausgegebenes Warnsignal kann z. B. so verarbeitet werden, dass ein akustisches Signal ausgegeben wird, z. B. ein Warnton oder ein von einem Sprachgenerator ausgegebener Warntext. Alternativ oder zusätzlich kann das Warnsignal zu einer Warnmeldung an eine Bedienperson führen, die in anderer Form als akustisch ausgegeben wird, z. B. als Anzeige auf einem Display.
Das insbesondere akustische Warnsignal kann abhängig von der verbleibenden Distanz des beweglichen Teils zum vorausberechneten Kollisionsort ausgegeben werden, z. B. wie bei der Parkhilfe eines Straßenkraftfahrzeuges. Daher kann sich das Warnsignal mit abnehmender Distanz verändern.
Im Unterschied zu einem Warnsignal, das zu einer Warnung der Umgebung des KMG vor einer Kollision führt, kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung alternativ oder zusätzlich ein Kollisionssignal an andere Einrichtungen des KMG ausgeben, wobei durch das Kollisionssignal automatisch von zumindest einer Einrichtung des KMG zumindest eine Maßnahme ergriffen wird, um die Kollision zu verhindern oder um die Auswirkungen der Kollision zu mildern. Insbesondere kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung daher ein Kollisionssignal an eine zentrale Steuerung des KMG, an die Bewegungseinrichtung, insbesondere die Bewegungsausführungseinrichtung, an eine Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung, an die Bedieneinrichtung und/oder an eine Abschalteinrichtung ausgeben, wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung feststellt, dass die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des KMG führt.
Die Bewegungsausführungseinrichtung kann bei Empfang des Kollisionssignals eine andere Bewegung als die vorausberechnete Bewegung ausführen und vorzugsweise Informationen über die geänderte Bewegung an die Bewegungsüberwachungseinrichtung ausgeben, damit diese eine geänderte Kollisionsüberwachung vornehmen kann. Dadurch, dass die Bewegungsausführungseinrichtung das Kollisionssignal erhält, findet insbesondere eine Rückmeldung von der Bewegungsüberwachungseinrichtung an zumindest einen Antrieb des KMG statt, der eine Bewegung zumindest eines der beweglichen Teile des KMG antreibt. Bevorzugtermaßen wird der Antrieb oder werden die Antriebe bei Empfang des Kollisionssignals durch die Bewegungsausführungseinrichtung von einer Steuerung der Bewegungsausführungseinrichtung so angesteuert, dass die von ihnen angetriebene Bewegung auf null reduziert wird. Dazu wird die Antriebskraft umgekehrt. Im Unterschied zu einer zusätzlichen Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung werden aber die für den normalen Bewegungsbetrieb des KMG genutzten Antriebe zur Bremsung verwendet. In beiden Fällen können für die Bremsung maximal zulässige Verzögerungswerte oder Bremskräfte oder Bremsmomente vorgegeben sein, die nicht überschritten werden. Der Vorteil der Nutzung der Bewegungsausführungseinrichtung zur Vermeidung der Kollision besteht darin, dass die vorhandenen Einrichtungen genutzt werden und insbesondere die Steuerung der Bewegungsausführungseinrichtung in der Regel dazu in der Lage ist, die beweglichen Teile des KMG so schnell wie möglich, aber auch so langsam wie erforderlich abzubremsen.
Wenn die Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung (z. B. eine mechanische Bremseinrichtung zur Bremsung zumindest eines motorischen Antriebs des KMG) das Kollisionssignal empfängt, kann sie eine momentane Bewegung zumindest eines der beweglichen Teile beeinflussen und damit gegenüber der vorausberechneten Bewegung verändern. Insbesondere erfolgt eine Bremsung bis zum Stillstand, bevor die Kollision stattfindet. Alternativ erfolgt eine Änderung der Bewegungsrichtung gegenüber der vorausberechneten Bewegung. In beiden Fällen kann eine Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung sehr schnell und unabhängig von dem normalen Bewegungsbetrieb des KMG eine Kollision verhindern oder deren Auswirkungen abmildern.
Insbesondere zusätzlich zu weiteren Maßnahmen, wie den zuvor beschriebenen Maßnahmen der Bewegungsausführungseinrichtung und/oder Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung, kann die Bedieneinrichtung bei Erhalt des Kollisionssignals eine Bedien-Aktion der Bedienperson beschränken, verhindern und/oder einen von der Bedienperson wahrnehmbaren veränderten Zustand einnehmen. Durch die Beschränkung der Bedien-Aktionen wird insbesondere verhindert, dass die Bedienperson durch zumindest eine Bedien-Aktion trotz der anderweitig vorgenommenen Maßnahmen zur Verhinderung einer Kollision dennoch eine Kollision herbeiführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Bedieneinrichtung Bedien-Aktionen der Bedienperson verhindern. Ferner kann die Bedieneinrichtung einen Zustand einnehmen, der von der Bedienperson wahrnehmbar ist, z. B. der Widerstand für die Bewegung eines Bedienteils der Bedieneinrichtung kann in dem veränderten Zustand größer sein als in einem normalen Zustand, wenn die Bedieneinrichtung kein Kollisionssignal empfangen hat. Durch die beschriebenen Reaktionen der Bedieneinrichtung auf den Empfang des Kollisionssignals kann die Wahrscheinlichkeit dafür verringert werden, dass die Bedienperson trotz der anderweitig getroffenen Maßnahmen zur Verhinderung der Kollision eine Kollision herbeiführt.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor genannten Maßnahmen kann die Abschalteinrichtung, z. B. eine elektrische Abschalteinrichtung zur Abschaltung der elektrischen Versorgung von Antrieben des KMG, bei Empfang des Kollisionssignals zumindest einen Teil der Bewegungsausführungseinrichtung abschalten. Auch dadurch kann eine Kollision verhindert werden.
Bevorzugt wird jedoch, dass das Kollisionssignal zumindest an eine Steuerung der Bewegungsüberwachungseinrichtung ausgegeben wird und bei Empfang durch die Steuerung ein Betriebszustand eingenommen wird, in dem die Geschwindigkeit des beweglichen Teils, für das eine Kollision vorausberechnet wurde, vorzugsweise abhängig von der verbliebenen Distanz zum Kollisionsort, an dem das Teil mit einem Objekt kollidiert, reduziert wird, vorzugsweise bis zum Stillstand des Teils reduziert wird. Bevorzugtermaßen überträgt die Bewegungsüberwachungseinrichtung mit dem Kollisionssignal und/oder zusätzlich Information zu der Steuerung der Bewegungsausführungseinrichtung, die den Kollisionsort definiert. Es kann aber auch lediglich Information übertragen werden, die es der Steuerung ermöglicht, den Kollisionsort selbst zu ermitteln, z. B. den verbliebenen Zeitraum bis zur Kollision bei unverändert fortgesetzter Bewegung.
Bei der Vorausberechnung der von der Bewegungseinrichtung vermutlich auszuführenden Bewegung kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung auf unterschiedliche Weise vorgehen. Insbesondere können verschiedene Betriebsmodi, in denen die Vorausberechnung auf jeweils eine, sich von den anderen Berechnungsweisen unterscheidende Weise vorgenommen wird, gewählt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Weise der Vorausberechnung für ein bestimmtes KMG fest vorgegeben ist. Insbesondere kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung unter Berücksichtigung einer aktuellen Position und einer aktuellen Geschwindigkeit eines ersten der beweglichen Teile durch Extrapolation die vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführende Bewegung des ersten beweglichen Teils vorausberechnen. In einem einfachen Ausführungsbeispiel wird insbesondere wie oben bereits ausgeführt angenommen, dass sich die Bewegung (optional unter Berücksichtigung von Einschränkungen der Freiheitsgrade der Bewegung) ausgehend von der aktuellen Position mit der aktuellen Geschwindigkeit fortsetzt.
In einem anderen Fall berücksichtigt die Bewegungsüberwachungseinrichtung bei der Extrapolation auch zumindest eine Position, in der sich das erste bewegliche Teil in der Vergangenheit befunden hat (also vor dem Zeitpunkt, an dem sich das Teil in der aktuellen Position befindet), und/oder auch zumindest eine Geschwindigkeit, mit der sich das erste bewegliche Teil in der Vergangenheit bewegt hat. Somit stehen Informationen über den Verlauf der Bewegung des ersten beweglichen Teils in der Vergangenheit bis zum Zeitpunkt der aktuellen Position und aktuellen Geschwindigkeit zur Verfügung. Auf diese Weise lässt sich insbesondere eine gekrümmte Bewegungsbahn durch die Vorausberechnung in die Zukunft extrapolieren. In der Praxis kommt dies z. B. bei der scannenden Abtastung einer gekrümmten Werkstückoberfläche vor. Insbesondere in solchen Fällen kann durch die Berücksichtigung der Informationen über die Vergangenheit der Bewegung die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass die Vorausberechnung der tatsächlichen Ausführung der Bewegung entspricht. Insbesondere kann die Anzahl der in der Vergangenheit liegenden Positionen des ersten beweglichen Teils, der zeitliche Abstand der in der Vergangenheit liegenden Positionen des ersten beweglichen Teils und/oder ein Zeitraum, über den hinweg Positionen und/oder Geschwindigkeiten des ersten beweglichen Teils bis zum Zeitpunkt der aktuellen Position für die Extrapolation der Bewegung in die Zukunft berücksichtigt wird/berücksichtigt werden, fest vorgegeben oder eingestellt werden.
Ein weiterer möglicher Parameter ist ein Sicherheitsabstand zu einer Bewegungsbahn der vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung, die die Bewegungsüberwachungseinrichtung vorausberechnet hat. Dieser Sicherheitsabstand kann in Bezug auf eines der beweglichen Teile vorgegeben werden, insbesondere fest eingestellt werden oder verändert werden und dadurch in veränderter Weise eingestellt werden. Gemäß den Ansprüchen prüft die Bewegungsüberwachungseinrichtung, ob sich innerhalb des Sicherheitsabstandes zu der Bewegungsbahn der vorausberechneten Bewegung ein mögliches Kollisionsobjekt befindet. Dadurch kann berücksichtigt werden, dass sich das bewegliche Teil abweichend von der vorausberechneten Bewegungsbahn bewegen kann, z. B. aufgrund einer entsprechenden Bedien-Aktion der Bedienperson. Insbesondere kann der Sicherheitsabstand als Radius definiert sein, der jeweils für eine Position auf der vorausberechneten Bewegungsbahn einen Kreis mit diesem Radius definiert, wobei die Richtung der Bewegung auf der vorausberechneten Bewegungsbahn an dem Kreismittelpunkt senkrecht zur Kreisfläche steht.
In einem einfachen Fall ist der Sicherheitsabstand über den Verlauf der vorausberechneten Bewegungsbahn konstant. Alternativ wird der Sicherheitsabstand derart vorgegeben, dass er ausgehend von einem Beginn der vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung größer wird. Dieser Beginn der Bewegung entspricht der Position, an der die vorausberechnete Bewegungsbahn beginnt. Z. B. wird der Sicherheitsabstand (etwa der zuvor beschriebene Radius) stetig und vorzugsweise mit konstanter Steigerungsrate größer. Z. B. kann die Steigerungsrate auf die Zeit der vorausberechneten Bewegung bezogen sein. Alternativ ist sie auf den Weg der vorausberechneten Bewegungsbahn bezogen. Durch den größer werdenden Sicherheitsabstand wird berücksichtigt, dass aufgrund der möglichen Bedienaktionen der Bedienperson mit fortschreitender Bewegung eine größere Unsicherheit entsteht, ob sich das bewegliche Teil auch tatsächlich auf der vorausberechneten Bewegungsbahn bewegen wird.
Insbesondere kann die Bewegungsüberwachungseinrichtung ein auf einem Computer ausgeführtes Softwaremodul aufweisen, das prüft, ob die von dem Softwaremodul oder von einem anderen Softwaremodul vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision des beweglichen Teils mit einem Objekt führt.
Generell, unabhängig von konkreten Ausgestaltungen, hat die Erfindung den Vorteil, dass Kollisionen vermieden werden können oder zumindest der bei einer Kollision auftretende Schaden reduziert werden kann.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Kollisionsüberwachung auch das beabsichtigte Antasten eines Werkstücks mit einem taktilen Taster unterstützen bzw. erleichtern. Insbesondere wird auch bei der beabsichtigten taktilen Antastung des Werkstücks von der Bewegungsüberwachungseinrichtung eine Kollision des taktilen Tasters mit dem Werkstück vorausberechnet. Dies bietet die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des taktilen Tasters zu überprüfen und optional zu verändern (insbesondere zu reduzieren, wenn sie eine für den Antastvorgang vorgegebene Höchstgeschwindigkeit überschreitet oder andere Vorgaben nicht erfüllt). Üblicherweise ist für Antastvorgänge mit taktilen Tastern sowohl die Antastkraft als auch die Geschwindigkeit der Antastung vorgegeben. Alternativ oder zusätzlich zu einer Überwachung und optionalen Veränderung der Geschwindigkeit kann das oben erwähnte Warnsignal ausgegeben werden.
Die von der Bewegungsüberwachungseinrichtung durchgeführte Kollisionsüberwachung kann alternativ oder zusätzlich dazu verwendet werden, die Richtung der Bewegung des taktilen Tasters zu überwachen und optional zu verändern. Auf diese Weise kann z. B. gewährleistet werden, dass der taktile Taster das Werkstück in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche des Werkstücks antastet. Es kann jedoch auch eine andere als diese senkrechte Antastrichtung vorgegeben sein und unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kollisionsüberwachung gewährleistet werden. Ferner alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Kollisionsüberwachung dazu verwendet werden, eine Sollposition des taktilen Tasters beim Antastvorgang zu erreichen und/oder einfacher zu erreichen. In Abwandlung des oben erwähnten distanzabhängigen Warnsignals kann daher das Warnsignal abhängig vom Abstand des taktilen Tasters von der Sollposition ausgegeben werden, z. B. in der Art von akustischen Signalen eines Sonar-Gerätes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
1 ein Koordinatenmessgerät in Portalbauweise als Beispiel für ein von einer Bedienperson steuerbares Gerät,
2 ein Blockdiagramm einer Steuerung eines KMG mit Signalverbindungen der Steuerung,
3 für eine nicht unter die beigefügten Patentansprüche fallende Variante, nämlich die ausschließlich auf vorgegebenen maschinenlesbaren Daten beruhende Steuerung eines KMG, ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Kollisionsüberwachung,
4 für eine Steuerung der Bewegung von beweglichen Teilen eines KMG, bei dem die Bewegung von einer Bedienperson vorgebbar oder beeinflussbar ist, ein Blockdiagramm einer Kollisionsüberwachung und
5 eine auf einer gekrümmten Bewegungsbahn ausgeführte Bewegung, für die eine entsprechende extrapolierte Bewegungsbahn vorausberechnet wurde, wobei ein Sicherheitsabstand zu der vorausberechneten Bewegungsbahn vorgesehen wird.
1 zeigt ein Beispiel für ein Koordinatenmessgerät K (kurz: KMG). Ein zu vermessendes Werkstück 15 ist auf einer Palette 16 angeordnet, die wiederum auf einem Messtisch 1 des KMG K festgespannt ist. Zur Vermessung des Werkstückes 15 ist eine Tasteinheit 34, die in dem hier gezeigten Beispiel einen Tastkopf 5 (Messkopf, d. h. eine Ausgestaltung einer Koordinaten-Messeinrichtung) und einen Taster 6 aufweist, an einer Bewegungs-Mechanik 33 mit mehreren beweglichen Teilen des KMG K beweglich geführt. Die Mechanik 33 weist im Ausführungsbeispiel die folgenden beweglichen Elemente auf: ein Portal 2, einen Querschlitten 3 und eine Pinole 4. Das Portal 2 ist über entsprechende Führungen auf dem Messtisch 1 in einer ersten Koordinatenrichtung y eines kartesischen Koordinatensystems x-y-z entlang des Pfeils Y über entsprechende, nicht näher gezeigte Lager beweglich gelagert und kann in Richtung des Pfeils Y bewegt werden. Zur Messung der genauen Maschinenposition befindet sich im rechts dargestellten Fuß des Portals 2 ein optischer Sensor, der einen Inkrementalmaßstab 9 abtastet. In gleicher Weise ist der Querschlitten 3 beweglich auf dem den Messtisch 1 überspannenden Teil des Portals 2 in einer zweiten durch Pfeil X angedeuteten Koordinatenrichtung x des kartesischen Koordinatensystems x-y-z gelagert, wobei ein weiterer optischer Sensor die genaue Position eines Inkrementalmaßstabes 7 in Richtung des Pfeils X abtastet. Auch die Pinole 4 ist in Richtung eines Pfeils Z in einer dritten Koordinatenrichtung z des kartesischen Koordinatensystems x-y-z beweglich gelagert, wobei zumindest ein entsprechender Antrieb die Pinole 4 in Richtung des Pfeils Z antreiben kann. Ein im Querschlitten angeordneter optischer Sensor tastet die genaue Position eines Inkrementalmaßstabes 8 ab.
Die Bewegungen der beweglichen Teile eines derartigen KMG werden z. B. vorgegeben durch maschinenlesbare Daten gesteuert, wobei der Tastkopf 5 von der Mechanik 35 so verfahren wird, dass der Taster 6 das zu vermessende Werkstück an entsprechend durch die Daten vorgegebenen Punkten antastet oder auf durch die Daten vorgegebenen Wegen scannend antastet. Eine Steuerung 13 der Bewegungsausführungseinrichtung des KMG K verarbeitet die Daten und steuert die Antriebe entsprechend. Alternativ oder zusätzlich kann eine Bedienperson (insbesondere manuell) die von dem Tastkopf 5 auszuführende Bewegung vorgegeben oder beeinflussen. Die Steuerung 13 der Bewegungsausführungseinrichtung steuert in diesem Fall die Antriebe der Mechanik 33 entsprechend der Vorgabe der Bedienperson oder entsprechend des Einflusses der Bedienperson. Der Einfluss kann insbesondere darin bestehen, dass zwar durch maschinenlesbare Daten eine Bewegung des Tastkopfes 5 vorgegeben ist, diese Bewegung aber von der Bedienperson verändert werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das KMG K eine Bedieneinrichtung 10 mit manuell bedienbaren Bedienelementen 11, 12 für diese Zwecke auf. Die Bedieneinrichtung 10 ist mit der Steuerung 13 verbunden. An die Steuerung 13 ist z. B. zusätzlich ein Auswerterechner 17 angeschlossen. Die Bedieneinrichtung kann anders als dargestellt ausgestaltet sein. Solche Einrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden hier deswegen nicht näher beschrieben.
Alternativ oder zusätzlich könnte die Bedienperson die Bewegung zum Beispiel mit einem Fuß vorgegeben oder beeinflussen. Ferner alternativ oder zusätzlich kann die Bedieneinrichtung unmittelbar an dem KMG angebracht sein, z. B. über einen Adapter an einem der beweglichen Teile des KMG, und/oder kann die Bedienperson zumindest eines der beweglichen Teile mit der Hand bewegen, entweder direkt oder motorisch angetrieben durch eine Nachlaufsteuerung.
Insbesondere wenn (wie in dieser Beschreibung beschrieben) eine bevorstehende Kollision festgestellt wurde, kann die Bedieneinrichtung ein haptisches Signal erzeugen. Z. B. kann ein Elektromotor der Bedieneinrichtung dazu verwendet werden, eine Kraft auf ein Bedienelement auszuüben und dadurch zum Beispiel eine mechanische Schwingung zu erzeugen. Die Kraft kann von dem Elektromotor auch abhängig von der Position und/oder Ausrichtung des Bedienelements ausgeübt werden. Auf diese Weise kann die Bedienperson eine Widerstandskraft oder in einem anderen Fall eine größere Widerstandskraft erfahren, wenn sie das KMG in einer Weise steuert, die zu einer Kollision führt. Befindet sich dagegen das Bedienelement in einer Position und/oder Ausrichtung, die nicht zu einer Kollision führt, wird über den Elektromotor keine Kraft auf das Bedienelement ausgeübt oder in dem anderen Fall eine kleinere Widerstandskraft ausgeübt.
Sehr einfach herzustellen ist eine Alternative, bei der als Einrichtung zur Erzeugung des haptischen Signals eine Vibrationseinrichtung vorgesehen ist, die z. B. Teil der Bedieneinrichtung ist und die eine Vibration zum Beispiel eines Bedienelements der Bedieneinrichtung erzeugt, wenn die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision führt und/oder wenn die Bedienperson die Bedieneinrichtung in einen Zustand bringt oder gebracht hat, in dem die durch die Bedieneinrichtung bewirkte Vorgabe oder Beeinflussung der Bewegung zu einer Kollision führt. Eine solche Vibrationseinrichtung 37 ist z. B. in 1 in die Bedieneinrichtung 10 integriert.
2 zeigt ein Beispiel für den prinzipiellen Aufbau einer Steuerungsanordnung für ein KMG, zum Beispiel für das KMG K in 1. Zur Antastung eines Werkstückes 15 (siehe z. B. 1) wird die Tasteinheit 34 entsprechend in den Koordinatenrichtungen x, y, z so verfahren, dass der Taster 6 die Oberfläche des Werkstückes 15 antastet. Dazu wird von den Bedienelementen 11, 12 entsprechend der Auslenkung aus der Nulllage in der betreffenden Koordinatenrichtung ein Signal, das hier mit Vx, Vy, Vz bezeichnet ist, an einen elektronischen Controller 22 der Bedieneinrichtung 10 ausgegeben. Der Controller 22, der z. B. Als elektronische Schnittstelle zwischen den Bedienelementen 11, 12 sowie der maschinellen Steuerung 13 des Koordinatenmessgerätes dient, nimmt die von den Bedienelementen 11, 12 gelieferten Signale Vx, Vy, Vz auf und wandelt diese in entsprechende Signale um, die der Einfachheit halber ebenfalls mit Vx, Vy, Vz bezeichnet werden. Diese umgewandelten Signale Vx, Vy, Vz werden an die Steuerung 13 weitergegeben. In 2 ist der Controller 22 schematisch dargestellt über einen Pfeil mit der Steuerung 13 verbunden. In der Praxis kann diese Verbindung eine Datenübertragungsverbindung, z. B. eine LAN-Verbindung oder eine Schnittstelle nach dem RS232-Standard sein. Aufgrund der Signale Vx, Vy, Vz leitet die Steuerung 13 entsprechende Signale xs, ys, zs ab, auf deren Basis dann die Antriebe 18 der Mechanik 33 angesteuert werden und die Mechanik 33 des KMG in den Koordinatenrichtungen entsprechend verfahren wird. Die aktuelle Position der Tasteinheit 34, die sogenannte Maschinenposition x_m, y_m, z_m, wird, wie bereits oben beschrieben, über eine Wegmessung optischer Sensoren ermittelt, die die entsprechenden Maßstäbe 7, 8, 9 in den drei Koordinatenrichtungen abtasten. Diese Messeinrichtungen werden in 2 pauschal mit dem Bezugszeichen 19 als Wegmesseinrichtung bezeichnet.
Zusätzlich ist in dem hier gezeigten Beispiel die Tasteinheit 34 als messender Tastkopf 5 ausgeführt, bei dem der Taster 6 kontinuierlich gegenüber dem Tastkopf 5 in allen drei Koordinatenrichtungen ausgelenkt werden kann. Die Auslenkung des Tasters 6 gegenüber dem Tastkopf 5 wird durch Messwerterfassungseinrichtungen 20 erfasst, die die Auslenkung des Tasters 6 in jeder der drei Koordinatenrichtungen erfassen. Die betreffende gemessene Auslenkung in den drei Koordinatenrichtungen wird mit x_T-, y_T, z_T- als Tasterauslenkung bezeichnet. Zusätzlich kann der Tastkopf auch sogenannte Messkraftgeneratoren 21 aufweisen, die in jede der drei Koordinatenrichtungen eine definierte Messkraft auf den Taster 6 entsprechend einer Vorgabe F soll aufschalten können.
Alternativ kann das Koordinatenmessgerät anders ausgestaltet sein. Z. B. kann statt der mechanischen Tasteinheit eine optische Tasteinheit vorhanden sein. Die Antriebe eines solchen Koordinatenmessgeräts können den optischen Tastkopf bewegen und/oder den Messstrahl bzw. das Messstrahlen-Bündel in eine gewünschte Richtung ausrichten.
Weitere Ausführungsformen von manuell steuerbaren Koordinatenmessgeräten und von entsprechenden maschinellen Steuerungen sind der EP 0 940 651 A2 entnehmbar. Auch bei diesen Ausführungsformen kann die Erfindung angewendet werden.
In 1 ist im hinteren Bereich auf der Oberfläche des Messtischs 1 ein Halter 39 zum Halten von auswechselbaren Teilen des KMG dargestellt. Z. B. kann in dem Halter 39 der Tastkopf 5 oder der Taster 6 abgelegt werden. Es sind auch Magazine mit mehreren Halteplätzen zum temporären Ablegen auswechselbarer Teile von KMGs bekannt.
Der Halter 39 stellt ein mögliches Kollisionsobjekt dar. Vorzugsweise ist dem KMG die Position und Ausrichtung des Halters oder des entsprechenden anderen Kollisionsobjekts bekannt. Insbesondere kann das KMG die Position und Ausrichtung selbst durch Bestimmung der Oberflächenkoordinaten des Objekts messen und die so erhaltenen Informationen abspeichern.
3 zeigt einen Bewegungsgenerator GM einer ausschließlich über vorgegebene maschinenlesbare Daten betriebenen KMG-Bewegungssteuerung. Der Bewegungsgenerator ist z. B. als Software implementiert, die auf einem Steuerrechner des KMG ausgeführt wird. In Analogie zu dem KMG in 1 kann der Steuerrechner Teil der Steuerung 13 sein, wobei jedoch gegenüber der Ausführungsform von 1 keine Bedieneinrichtung 10 vorhanden ist.
Der Bewegungsgenerator GM liest die vorgegebenen maschinenlesbaren Daten z. B. aus einem nicht dargestellten Datenspeicher aus und erzeugt entsprechende Steuersignale C_S, welche an eine Bewegungsüberwachungseinrichtung BU ausgegeben werden. Die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU wiederum erzeugt Steuersignale C'_S die zu einer Bewegungsausführungseinrichtung BA übertragen werden. Entsprechend den von der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU erzeugten Steuersignalen C'_S und gegebenenfalls abhängig von weiteren von der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU zu der Bewegungsausführungseinrichtung BA übertragenen Signale v_lim steuert die Bewegungsausführungseinrichtung BA zumindest einen Antrieb des nicht in 3 dargestellten KMG, sodass das zumindest eine bewegliche Teil des KMG entsprechend den Steuersignalen C'_S bewegt wird, gegebenenfalls beschränkt gemäß den zusätzlichen Signalen v_lim.
Die tatsächlich von dem zumindest einen beweglichen Teil des KMG ausgeführte Bewegung wird von einer nicht in der Figur dargestellten Bewegungsmesseinrichtung, die insbesondere Teil der Bewegungsausführungseinrichtung BA ist, erfasst (z. B. aus den Messsystemen des KMG und/oder aus Steuersignalen, mit denen die Bewegungsausführungseinrichtung BA die Antriebe steuert) und entsprechende Informationen werden von der Bewegungsausführungseinrichtung BA und/oder direkt von der Bewegungsmesseinrichtung zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU übertragen. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel (und analog auch in der Ausführungsform der 4) werden fortlaufend Koordinaten x, y, z der jeweils aktuellen Position des zumindest einen beweglichen Teils zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU übertragen.
Ferner hat die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU Zugriff auf Informationen über die Position und/oder Ausrichtung möglicher Kollisionsobjekte. Sie berechnet zunächst aus den von dem Bewegungsgenerator GM erhaltenen Steuersignalen C_S und optional ferner unter Berücksichtigung zumindest der aktuellen Position des zumindest einen beweglichen Teils, ob das Teil in Zukunft mit einem Objekt kollidiert. Dabei erhält die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU die Information über den zukünftigen Verlauf der Bewegung des Teils ausschließlich aus den Steuersignalen C_S von dem Bewegungsgenerator GM. Wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU eine Kollision feststellt, kann sie entweder die Steuersignale C_S modifiziert als Steuersignale C'_S an die Bewegungsausführungseinrichtung BA übertragen und/oder zumindest ein zusätzliches Signal v_lim ausgeben, insbesondere an die Bewegungsausführungseinrichtung BA ausgeben. Bei den zusätzlichen Signalen v_lim kann es sich z. B. um Signale handeln, die zu einer Beschränkung der Geschwindigkeit der Bewegung des Teils führt, für das eine Kollision vorausberechnet wurde.
Die in 4 dargestellte Bewegungssteuerung eines KMG enthält ebenfalls wie die Bewegungssteuerung gemäß 3 eine Bewegungsüberwachungseinrichtung BU und eine Bewegungsausführungseinrichtung BA. Sie enthält jedoch keinen Bewegungsgenerator GM. Bei einer Variante der Ausführungsform gemäß 4 ist aber ein solcher Bewegungsgenerator GM mit den bereits anhand von 3 beschriebenen Funktionen vorhanden. Allerdings bestimmen die von dem Bewegungsgenerator erzeugten Steuerbefehle in diesem Fall nicht ausschließlich die auszuführende Bewegung des KMG, da zusätzlich, wie auch bei der Ausführungsform der 4, eine Bedienperson über eine Bedieneinrichtung die auszuführende Bewegung beeinflussen kann. Die Bedieneinrichtung kann optional ein bewegliches Teil des KMG sein, auf das die Bedienperson selbst Kräfte ausübt.
Im Ausführungsbeispiel der 4 gibt die Bedienperson über die Bedieneinrichtung PS die auszuführende Bewegung vollständig vor. Es sind in diesem Ausführungsbeispiel daher keine vorgegebenen maschinenlesbaren Daten vorhanden, die die auszuführende Bewegung definieren. Gemäß 4 werden aufgrund der Bedienung der Bedieneinrichtung PS Steuersignale C_S zu der Bewegungsausführungseinrichtung BA übertragen und die Bewegungsausführungseinrichtung BA führt dementsprechend die Bewegung zumindest eines beweglichen Teils des KMG aus, indem sie zumindest einen Antrieb des KMG ansteuert. Abhängig von der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU können jedoch Modifikationen der durch die Steuersignale C_S auszuführenden Bewegung vorgenommen werden, d. h. die Bewegungsausführungseinrichtung BA weicht von der Vorgabe durch die Steuersignale C_S ab. Dies gilt für den Fall einer von der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU festgestellten Kollision für eine vorausberechnete Bewegung zumindest eines beweglichen Teils des KMG.
Analog wie oben anhand von 3 beschrieben wurde, stellt die Bewegungsmesseinrichtung, die insbesondere Teil der Bewegungsausführungseinrichtung BA sein kann, fortlaufend die tatsächlich ausgeführte Bewegung des zumindest einen beweglichen Teils fest und überträgt entsprechende Informationen darüber (z. B. als die dargestellten Koordinaten x, y, z der jeweils aktuellen Positionen des beweglichen Teils) zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU. Diese berechnet ausschließlich auf Basis der von der Bewegungsmesseinrichtung erhaltenen Informationen über die tatsächlich ausgeführte Bewegung eine zukünftige Bewegungsbahn des Teils und prüft, ob eine Kollision des Teils mit einem Kollisionsobjekt stattfinden wird. Dazu greift die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU z. B. wie oben anhand von 3 beschrieben wurde auf Informationen über die Position und/oder Ausrichtung des Kollisionsobjekts zu.
Wird eine Kollision durch die Bewegungsüberwachungseinrichtung BU festgestellt, gibt diese zumindest ein entsprechendes Kollisionssignal S_coll an die Bewegungsausführungseinrichtung BA und/oder an eine andere Einrichtung des KMG aus. Bei Empfang des Kollisionssignals S_coll ergreift die Bewegungsausführungseinrichtung BA zumindest eine entsprechende, vorgegebene Maßnahme, wobei ihr optional die Ausgestaltung dieser zumindest einen Maßnahme überlassen ist, etwa abhängig von den Informationen über die tatsächlich ausgeführte Bewegung und/oder abhängig von den von der Bedieneinrichtung PS empfangenen Steuersignale C_S.
Alternativ oder zusätzlich zu einer Maßnahme, die die gemäß den Steuersignalen C_S auszuführende Bewegung verändert, kann die Einrichtung des KMG bei Empfang eines auf eine Kollision hinweisenden Warnsignals von der Bewegungsüberwachungseinrichtung BU eine Warnung ausgeben.
In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Bewegungsausführungseinrichtung BA eine Steuereinrichtung ST auf, die den zumindest einen Antrieb des KMG entsprechend den Steuersignalen C_S und gegebenenfalls abhängig von dem Kollisionssignal S_coll steuert. Die Steuereinrichtung ST kann optional eine zentrale Steuereinrichtung des Koordinatenmessgeräts oder der Bewegungsausführungseinrichtung BA sein, die noch weitere Aufgaben ausführt, z. B. die Feststellung der jeweils aktuellen Position des zumindest einen beweglichen Teils. Alternativ kann die Steuereinrichtung ST lediglich die Steuerung des zumindest einen Antriebs gemäß den Steuersignalen C_S ausführen, wobei jedoch die tatsächlich ausgeführte Bewegung von der Aktion einer zusätzlichen Einrichtung (z. B. einer Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung und/oder einer zusätzlichen Kollisions-Steuereinrichtung) abhängt.
Die in 5 dargestellte Bewegung ist bereits über die Punkte P₄, P₃, P₂ und P₁ bis zu der aktuellen Position P_a abgelaufen und beschreibt die tatsächlich ausgeführte Bewegung eines beweglichen Teils eines KMG. Auf Basis der Informationen über die tatsächlich ausgeführte Bewegung bis zum Zeitpunkt der aktuellen Position P_a berechnet eine Bewegungsüberwachungseinrichtung die während eines fortgesetzten Betriebes des KMG vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung des beweglichen Teils voraus. Dies geschieht in dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Extrapolation, die den gekrümmten Verlauf der tatsächlich bereits ausgeführten Bewegung berücksichtigt. Dementsprechend ergibt sich eine von der aktuellen Position P_a bis zu einer voraussichtlichen zukünftigen Position P_d verlaufenden gekrümmten Bewegungsbahn, die durch eine gestrichelte Linie in 5 dargestellt ist. Außerdem ist durch einen mit d bezeichneten Pfeil eine Distanz von der aktuellen Position P_a bis zu der voraussichtlichen zukünftigen Position P_d dargestellt. Über diese Distanz d berechnet die Bewegungsüberwachungseinrichtung die Bewegungsbahn voraus, und zwar optional abhängig von dem Wert des einstellbaren Parameters der Distanz d. Dies bedeutet, dass der Endpunkt P_d der vorausberechneten Bewegungsbahn abhängig von dem eingestellten Wert der Distanz d näher an der aktuellen Position P_a oder weiter davon entfernt liegt.
5 verdeutlicht anhand zweier weiterer Linien, die ebenfalls ausgehend von der aktuellen Position P_a gekrümmt in einem zunehmenden Sicherheitsabstand zu der gestrichelt dargestellten vorausberechneten Bahnkurve verlaufen, dass auch ein solcher Sicherheitsabstand für die vorausberechnete Bahnkurve berechnet werden kann. Anders als in 5 dargestellt, kann der Sicherheitsabstand nicht nur in zwei Richtungen, nämlich einander entgegengesetzt zur vorausberechneten Bahnkurve, vorgesehen werden, sondern rundherum um die vorausberechnete Bahnkurve. In 5 ist für die voraussichtliche zukünftige Position P_d ein davon ausgehender Abstandspfeil r_U dargestellt, der von der Position P_d am Ende der vorausberechneten Bahnkurve zu einer der gekrümmten Linien weist, welche den Sicherheitsabstand zu der vorausberechneten Bahnkurve darstellt. Wenn der Sicherheitsabstand rundherum um die vorausberechnete Bahnkurve von der Bewegungsüberwachungseinrichtung ermittelt wird, bildet der Pfeil r_U den Radius eines Kreises, den auch die andere gekrümmt verlaufende Sicherheitsabstands-Linie schneidet und in dessen Mittelpunkt die Position P_d liegt, wobei die Richtung der vorausberechneten Bewegungsbahn senkrecht auf die Kreisfläche steht.
In dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt der Sicherheitsabstand ausgehend von der aktuellen Position P_a kontinuierlich entlang dem Verlauf der vorausberechneten Bewegungsbahn zu. Das entsprechende geometrische Objekt, welches sämtliche innerhalb des Sicherheitsabstandes liegenden Position enthält, könnte daher als Kegel mit Spitze an der aktuellen Position P_a beschrieben werden, wobei jedoch die Symmetrieachse des Kegels derart verkrümmt wurde, dass sie mit der vorausberechneten Bewegungsbahn zusammenfällt. Bei der Verkrümmung wurde auch die Außenoberfläche des Kegels verkrümmt.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes (K), das – eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung (5) zum Messen von Koordinaten von Werkstücken (15) aufweist und – eine Bewegungseinrichtung (BA) zum Ausführen von Bewegungen der Koordinaten-Messeinrichtung (5) und optional zum Ausführen von Bewegungen weiterer beweglicher Teile (2, 3, 4, 6) des Koordinatenmessgerätes (K) aufweist, wobei die Bewegungseinrichtung (BA) während einer von ihr ausgeführten Bewegung über eine Bedieneinrichtung (10; PS) von einer Bedienperson steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) wiederholt aus Informationen über eine tatsächlich von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführte Bewegung eine während eines fortgesetzten Betriebes des Koordinatenmessgerätes (K) vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführende Bewegung vorausberechnet, – die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) prüft, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile des Koordinatenmessgerätes (K) mit einem möglichen Kollisionsobjekt (39) führt, und – ein Sicherheitsabstand (rU) zu einer Bewegungsbahn der vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführenden Bewegung zumindest eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) vorgegeben wird, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) prüft, ob sich innerhalb des Sicherheitsabstandes (rU) zu der Bewegungsbahn ein mögliches Kollisionsobjekt (39) befindet.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Sicherheitsabstand derart vorgegeben wird, dass er ausgehend von einem Beginn der vermutlich von der Bewegungseinrichtung auszuführenden Bewegung größer wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungseinrichtung eine Bewegungsausführungseinrichtung ist, die zumindest einen Antrieb zum Antreiben der Bewegung aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Bewegungsmesseinrichtung (BA) fortlaufend Signale (x, y, z), die die tatsächlich von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführte Bewegung wiedergeben, zu der Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) ausgibt und die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) auf Basis einer Auswertung der Signale (x, y, z) die von der Bewegungseinrichtung (BA) vermutlich auszuführende Bewegung vorausberechnet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Distanz (d) für eines der beweglichen Teile (6) vorgegeben ist oder wird und die vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführende Bewegung des beweglichen Teils (6) von der Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) über die vorgegebene Distanz (d) vorausberechnet wird und von der Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) geprüft wird, ob das bewegliche Teil (6) bei Ausführung der vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführenden Bewegung über die vorgegebene Distanz (d) kollidiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Warnsignal ausgegeben wird, wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) feststellt, dass die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) des Koordinatenmessgerätes (K) führt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) ein Kollisionssignal an die Bewegungseinrichtung (BA), an eine Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung, an die Bedieneinrichtung (10; PS) und/oder an eine Abschalteinrichtung ausgibt, wenn die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) feststellt, dass die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) des Koordinatenmessgerätes (K) führt, und wobei die Bewegungseinrichtung (BA) eine andere Bewegung als die vorausberechnete Bewegung ausführt, die Bewegungs-Beeinflussungseinrichtung eine momentane Bewegung zumindest eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) beeinflusst und damit gegenüber der vorausberechneten Bewegung verändert, die Bedieneinrichtung (10; PS) Bedien-Aktionen der Bedienperson beschränkt, verhindert und/oder einen von der Bedienperson wahrnehmbaren veränderten Zustand einnimmt und/oder die Abschalteinrichtung zumindest einen Teil der Bewegungseinrichtung (BA) abschaltet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) unter Berücksichtigung einer aktuellen Position und einer aktuellen Geschwindigkeit eines ersten (6) der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) durch Extrapolation die vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführende Bewegung des ersten beweglichen Teils (6) vorausberechnet.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) bei der Extrapolation auch zumindest eine Position (P₁, P₂, P₃, P₄), in der sich das erste bewegliche Teil (6) in der Vergangenheit befunden hat, und/oder auch zumindest eine Geschwindigkeit, mit der sich das erste bewegliche Teil (6) in der Vergangenheit bewegt hat, berücksichtigt.
Koordinatenmessgerät, das aufweist – eine bewegliche Koordinaten-Messeinrichtung (5) zum Messen von Koordinaten von Werkstücken, – optional weitere bewegliche Teile (2, 3, 4, 5, 6), – eine Bedieneinrichtung (10; PS) und – eine Bewegungseinrichtung (BA) zum Ausführen von Bewegungen der Koordinaten-Messeinrichtung (5) und optional zum Ausführen von Bewegungen der weiteren beweglichen Teile (2, 3, 4, 6), wobei die Bewegungseinrichtung (BA) während einer von ihr ausgeführten Bewegung über die Bedieneinrichtung (10; PS) von einer Bedienperson steuerbar ist, sodass eine Richtung und/oder eine Geschwindigkeit der von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführten Bewegung von zumindest einer Aktion der Bedienperson abhängt, dadurch gekennzeichnet, dass – das Koordinatenmessgerät eine Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) aufweist, die ausgestaltet ist, wiederholt aus Informationen über eine tatsächlich von der Bewegungseinrichtung (BA) ausgeführte Bewegung eine während eines fortgesetzten Betriebes des Koordinatenmessgerätes vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführende Bewegung vorauszuberechnen, – die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) ausgestaltet ist zu prüfen, ob die vorausberechnete Bewegung zu einer Kollision eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) des Koordinatenmessgerätes (K) mit einem möglichen Kollisionsobjekt (39) führt, und – ein Sicherheitsabstand (rU) zu einer Bewegungsbahn der vermutlich von der Bewegungseinrichtung (BA) auszuführenden Bewegung zumindest eines der beweglichen Teile (2, 3, 4, 5, 6) vorgegeben ist, wobei die Bewegungsüberwachungseinrichtung (BU) ausgestaltet ist zu prüfen, ob sich innerhalb des Sicherheitsabstandes (rU) zu der Bewegungsbahn ein mögliches Kollisionsobjekt (39) befindet.
Koordinatenmessgerät nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bewegungseinrichtung eine Bewegungsausführungseinrichtung ist, die zumindest einen Antrieb zum Antreiben der Bewegung aufweist.