DE102015005327A1

DE102015005327A1 - Koordinatenmesssystem, ein Koordinatenmessverfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Sonde

Info

Publication number: DE102015005327A1
Application number: DE102015005327.2A
Authority: DE
Inventors: Masaharu Tsujii; Satoko MORI
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2015-04-27
Publication date: 2015-11-12
Anticipated expiration: 2035-04-28
Also published as: DE102015005327B4; JP6321441B2; US9354042B2; US20150323308A1; JP2015212673A

Abstract

Ein Koordinatenmesssystem umfasst eine Sonde, die mit ersten bis neunten Infrarot LEDs versehen ist, und ein Bilderfassungsgerät und eine Berechnungssteuereinrichtung, die die Position der Sonde erfassen. Die Sonde umfasst einen Abstandsermittler, der Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät ermittelt; und einen Leuchtregler, der eine Leuchtzeit der ersten bis neunten Infrarot LEDs basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt bzw. steuert.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität unter 35 U.S.C. §119 der japanischen Anmeldung Nr. 2014-095943 , eingereicht am 7. Mai 2014, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit hierin ausdrücklich durch Verweis aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmesssystem, ein Koordinatenmessverfahren, ein Computerprogrammprodukt und eine Sonde.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Üblicherweise sind Konfigurationen, die dreidimensionale Koordinaten eines Werkstückes messen, bekannt (siehe zum Beispiel offengelegtes japanisches Patent, Veröffentlichungsnummer 2011-237430 ). Eine Vorrichtung gemäß dem offengelegten japanischen Patent, Veröffentlichungsnummer 2011-237430 , umfasst einen Scanner, der Objektdaten der Oberfläche eines Objektes erfasst; ein Ortungssystem, das die Position und Ausrichtung des Scanners bestimmt und Positionsdaten für den Scanner erfasst; und eine Steuerung, die unter Nutzung der Objektdaten und der Positionsdaten dreidimensionale Koordinaten der Oberfläche des Objekts bestimmt.
Der Scanner und die Steuerung bzw. der Controller umfassen jeweils ein Sende-Empfangs-Gerät. Der Scanner übermittelt die Objektdaten drahtlos über das Sende-Empfangs-Gerät an die Steuerung. Der Scanner umfasst mehrere IR (Infrarot) Detektoren. Das Ortungssystem umfasst drei IR Sensoren, die jeweils eine optische Vorrichtung und einen CCD Sensor umfassen bzw. beinhalten. Mit den IR Sensoren nimmt das Ortungssystem ein Signal von den IR Detektoren auf, die abwechselnd aktiviert werden, und das Ortungssystem bestimmt die Position jedes IR Detektors. Überdies bestimmt das Ortungssystem die Position und Ausrichtung des Scanners unter Nutzung der Position jedes IR Detektors und überträgt die Positionsdaten an die Steuerung. Eine Energieversorgung des Scanners und des Sende-Empfangs-Geräts erfolgt über eine Batterie, die von einer Person getragen werden kann.
Bei der im offengelegten japanischen Patent, Veröffentlichungsnummer 2011-237430 beschriebenen Konfiguration erhöht sich eine Signalempfangsstärke (Intensität des empfangenen Lichts) eines Signals (Infrarotstrahl) von dem IR Detektor im IR Sensor, wenn sich der Abstand vom IR Detektor zum IR Sensor verringert. Überdies wird im Voraus eine Menge an Infrarotlicht definiert, die zur Bestimmung der Position und dergleichen des Scanners empfangen werden muss. Daher wird in einem Fall, wenn der Abstand vom IR Detektor zum IR Sensor kurz ist, selbst nachdem beispielsweise der IR Sensor die notwendige Menge an Infrarotlicht zur Bestimmung der Position empfangen hat, der IR Detektor weiter Infrarotlicht emittieren, was Energieverschwendung ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Ziel bzw. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Koordinatenmesssystems, eines Koordinatenmessverfahrens, eines Computerprogrammprodukts und einer Sonde, die den Energieverbrauch durch eine Messlichtquelle verhindern bzw. verringern können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das Koordinatenmesssystem gemäß einem Aspekt umfasst eine Sonde, die mit einer Messlichtquelle versehen ist und in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann; und ein Positionserfassungsgerät, das Licht von der Messlichtquelle empfängt und die Position der Sonde erfasst bzw. detektiert. Das Positionserfassungsgerät umfasst ein Bilderfassungsgerät und eine Berechnungssteuervorrichtung. Das Bilderfassungsgerät umfasst ein Paar von ersten optischen Systemen, die so vorgesehen sind, dass sie voneinander getrennt sind und das Licht aus der Messlichtquelle auf einer ersten Achse sammeln; ein Paar von ersten Zeilenabtastern bzw. -sensoren, die das von dem Paar von ersten optischen Systemen auf der ersten Achse gesammelte Licht empfangen und eine erste Helligkeitsverteilung auf der ersten Achse erfassen; ein zweites optisches System, das Licht aus der Messlichtquelle auf einer zweiten Achse unter einem von 0° oder 180° verschiedenen Winkel, bevorzugt im Wesentlichen orthogonal bezogen auf die erste Achse sammelt; und einen zweiten Zeilenabtaster bzw. -sensor, der das von dem zweiten optischen System auf der zweiten Achse gesammelte Licht empfängt und eine zweite Helligkeitsverteilung auf der zweiten Achse erfasst. Die Berechnungssteuervorrichtung umfasst einen Positionsrechner, der basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung Positionsdaten berechnet, die die Position der Sonde darstellen bzw. repräsentieren. Mindestens eine von der Sonde und der Berechnungssteuervorrichtung umfasst einen Abstandsermittler, der Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät ermittelt; und einen Beleuchtungs- bzw. Leuchtregler, der eine Beleuchtungs- bzw. Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf dem von den Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt bzw. steuert.
Das Koordinatenmessverfahren gemäß dem vorliegenden Aspekt nutzt insbesondere eine Sonde, die mit einer Messlichtquelle versehen ist und in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann; und ein Positionserfassungsgerät, das Licht aus der Messlichtquelle empfängt und die Position der Sonde erfasst bzw. detektiert. Das Positionserfassungsgerät besteht aus einem Bilderfassungsgerät und einer Berechnungssteuervorrichtung. Das Bilderfassungsgerät umfasst ein Paar von ersten optischen Systemen, die so vorgesehen sind, dass sie voneinander getrennt sind und das Licht aus der Messlichtquelle auf einer ersten Achse sammeln; ein Paar von ersten Zeilenabtastern bzw. -sensoren, die das von dem Paar von ersten optischen Systemen auf der ersten Achse gesammelte Licht empfangen und eine erste Helligkeitsverteilung auf der ersten Achse erfassen; ein zweites optisches System, das Licht aus der Messlichtquelle auf einer zweiten Achse orthogonal bezogen auf die erste Achse sammelt; und einen zweiten Zeilenabtaster bzw. -sensor, der das von dem zweiten optischen System auf der zweiten Achse gesammelte Licht empfängt und eine zweite Helligkeitsverteilung auf der zweiten Achse erfasst. Eine von der Sonde und der Berechnungssteuervorrichtung ermittelt Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät; regelt eine Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand; und berechnet basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung Positionsdaten, die die Position der Sonde darstellen.
Gemäß dieser Konfiguration ermittelt eine von der Sonde und der Berechnungssteuer- bzw. -regelvorrichtung die Abstandsdaten für den Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät und regelt bzw. steuert die Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand. Überdies erfassen die ersten und der zweite Zeilenabtaster des Bilderfassungsgeräts die erste Helligkeitsverteilung bzw. die zweite Helligkeitsverteilung, indem sie Licht aus der Messlichtquelle der Sonde empfangen, und die Berechnungssteuervorrichtung berechnet die Positionsdaten der Sonde basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung. Daher wird in einem Fall, wo der Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät geringer ist als ein festgelegter bzw. spezifischer (vorbestimmter oder vorbestimmbarer) Abstand und die Intensität des in den ersten und dem zweiten Zeilenabtastern empfangenen Lichts größer ist als in einem Fall, wo der Abstand dem vorbestimmten Abstand gleicht, die Leuchtzeit der Messlichtquelle kürzer gemacht als in dem Fall, wo der Abstand dem vorbestimmten Abstand gleicht. Im Ergebnis kann, nachdem die ersten und der zweite Zeilenabtaster eine für die Berechnung der Positionsdaten notwendige Menge an Licht empfangen haben, die Messlichtquelle abgeschaltet werden. Folglich kann der Energieverbrauch der Messlichtquelle verhindert bzw. verringert werden.
Bei dem Koordinatenmesssystem gemäß dem vorliegenden Aspekt umfasst die Berechnungssteuervorrichtung bevorzugt einen ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt und einen Referenzzeitgeber, der über den ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt Referenz-Leuchtzeit-Daten, die eine Referenzzeitdauer zum Leuchten der Messlichtquelle darstellen, übermittelt. Die Sonde umfasst bevorzugt einen zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt; eine Energieversorgung, die in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann; den Abstandsermittler; und den Leuchtregler bzw. -controller. Bevorzugt versorgt die Energieversorgung, die Messlichtquelle, den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt, den Abstandsermittler und den Leuchtregler mit elektrischer Energie. Bevorzugt erhält der Leuchtregler die Referenz-Leuchtzeit-Daten über den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt, korrigiert die Referenz-Leuchtzeit basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand und regelt bzw. steuert die Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf den Korrekturergebnissen.
Gemäß dieser Konfiguration werden die Strukturelemente der Sonde von der Energieversorgung, die in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann, mit elektrischer Energie versorgt. Überdies erhält die Sonde die Referenz-Leuchtzeit-Daten unter Nutzung einer drahtlosen Kommunikation mit der Berechnungssteuervorrichtung und korrigiert die durch die Referenz-Leuchtzeit-Daten dargestellte Referenz-Leuchtzeit basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand. Dann regelt die Sonde die Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf den Messergebnissen. Durch die Korrektur der Referenz-Leuchtzeit in der Sonde auf diese Art kann eine Verarbeitungsbelastung der Berechnungssteuervorrichtung verringert werden. Überdies werden die Strukturelemente der Sonde von der Energieversorgung, die bewegt werden kann, mit elektrischer Energie versorgt, und die Referenz-Leuchtzeit-Daten werden zwischen der Berechnungssteuervorrichtung und der Sonde unter Nutzung einer drahtlosen Kommunikation übermittelt und empfangen. Daher kann die Position der Sonde bezogen auf die Berechnungssteuervorrichtung innerhalb eines Bereichs, in dem eine drahtlose Kommunikation möglich ist, frei eingestellt werden, wodurch Werkstücke verschiedener Größen und Formen gemessen werden können. Überdies kann der Energieverbrauch der Energieversorgung verhindert bzw. verringert werden, und eine Häufigkeit eines Ladens oder Austauschens der Stromquelle kann minimiert werden.
Bei dem Koordinatenmesssystem gemäß dem vorliegenden Aspekt umfasst das Bilderfassungsgerät bevorzugt einen dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt; und einen Messsignalgeber, der das Messsignal über den dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt übermittelt. Die Sonde umfasst bevorzugt einen Abstandsmesser, der einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät misst und basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals im zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt die Abstandsdaten erzeugt. Gemäß dieser Konfiguration wird der Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals gemessen, welches zwischen der Sonde und dem Bilderfassungsgerät übermittelt und empfangen wird. Daher kann die Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf genauen Messergebnissen entsprechend geregelt bzw. gesteuert werden. Überdies wird der zweite drahtlose Kommunikationsabschnitt, der zum Empfangen der Referenz-Leuchtzeit-Daten genutzt wird, auch zum Empfangen des Messsignals genutzt bzw. verwendet. Im Ergebnis kann der zweite drahtlose Kommunikationsabschnitt effektiv genutzt werden. Überdies muss kein Operator den Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät messen, und eine Arbeitsbelastung für den Operator kann vermindert werden.
Bei dem Koordinatenmesssystem gemäß dem vorliegenden Aspekt ist die Sonde bevorzugt eine Kontakt-Typ-Sonde mit einem Kontaktkopf in einer festgelegten Lagebeziehung zur Messlichtquelle.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Koordinatenmessverfahren unter Nutzung einer Sonde, die mit einer Messlichtquelle versehen ist und in eine festgelegte bzw. spezifische Position bewegt werden kann, und eines Positionserfassungsgeräts vorgesehen, das Licht aus einer Messlichtquelle empfängt und die Position der Sonde erfasst bzw. detektiert, wobei das Verfahren umfasst: Konfigurieren des Positionserfassungsgeräts mit einem Bilderfassungsgerät und einer Berechnungssteuereinrichtung; Versehen des Bilderfassungsgeräts mit: einem Paar von ersten optischen Systemen, die so vorgesehen werden, dass sie voneinander getrennt sind und das Licht aus der Messlichtquelle auf einer ersten Achse sammeln; einem Paar von ersten Zeilenabtastern bzw. -sensoren, die das von dem Paar von ersten optischen Systemen auf der ersten Achse gesammelte Licht empfangen und eine erste Helligkeitsverteilung auf der ersten Achse erfassen; einem zweiten optischen System, das Licht aus der Messlichtquelle auf einer zweiten Achse unter einem von 0° oder 180° verschiedenen Winkel, bevorzugt im Wesentlichen orthogonal bezogen auf die erste Achse sammelt; und einem zweiten Zeilenabtaster bzw. -sensor, der das von dem zweiten optischen System auf der zweiten Achse gesammelte Licht empfängt und eine zweite Helligkeitsverteilung auf der zweiten Achse erfasst; und Veranlassen, dass eine der Sonde und der Berechnungssteuereinrichtung Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät ermittelt; eine Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt bzw. steuert; und Positionsdaten, die die Position der Sonde darstellen, basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung berechnet.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist ein Computerprogrammprodukt vorgesehen, das computerlesbare Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte eines Koordinatenmessverfahrens gemäß dem obigen Aspekt ausführen.
Die Sonde gemäß einem weiteren Aspekt wird in einem Koordinatenmesssystem genutzt, das eine Sonde, die mit einer Messlichtquelle versehen ist und in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann; und ein Positionserfassungsgerät umfasst, das Licht aus der Messlichtquelle empfängt und die Position der Sonde erfasst, wobei das Positionserfassungsgerät aus einem Bilderfassungsgerät und einer Berechnungssteuervorrichtung besteht. Die Sonde umfasst einen zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt, der zu einer drahtlosen Kommunikation mit einem ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt fähig ist, der an der Berechnungssteuervorrichtung vorgesehen oder mit dieser verbunden bzw. assoziiert ist; eine Energieversorgung, die in eine gewünschte oder festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann; einen Abstandsermittler, der Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät ermittelt; und einen Leuchtregler bzw. Beleuchtungscontroller, der eine Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf einem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt bzw. steuert.
Die Energieversorgung versorgt die Messlichtquelle, den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt, den Abstandsermittler und den Leuchtregler mit elektrischer Energie. Der Leuchtregler erhält über den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt Referenz-Leuchtzeit-Daten, die von dem ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt übermittelt werden und eine Referenzzeitdauer zum Leuchten der Messlichtquelle darstellen; korrigiert die Referenz-Leuchtzeit basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand; und regelt bzw. steuert die Leuchtzeit der Messlichtquelle basierend auf den Korrekturergebnissen.
Unter Nutzung dieser Konfiguration kann eine bevorzugte Sonde an dem oben beschriebenen Koordinatenmesssystem vorgesehen oder mit diesem verbunden bzw. assoziiert sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird in der folgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die angegebene Mehrzahl von Zeichnungen anhand nicht einschränkender Beispiele exemplarischer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen gleiche Bezugsziffern ähnliche Teile in den verschiedenen Ansichten der Zeichnungen darstellen, weiter beschrieben. Es versteht sich, dass, auch wenn Ausführungsformen separat beschrieben sind, einzelne Merkmale dieser mit weiteren Ausführungsformen kombiniert werden können.
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Koordinatenmesssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht einer Sonde, welche das Koordinatenmesssystem bildet;
3 ist ein Blockschaltbild des Koordinatenmesssystems;
4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Signalempfangsstärke eines Messsignals von der Sonde und einem Abstand von der Sonde, die das Koordinatenmesssystem bildet, zu einem Bilderfassungsgerät veranschaulicht;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptabschnitts von Detektions- bzw. Erfassungsabschnitten, die das Koordinatenmesssystem bilden;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Werkstück-Messverfahren veranschaulicht, das das Koordinatenmesssystem nutzt;
7A–7E veranschaulichen jeweils ein Impulssignal, das von einer Berechnungssteuervorrichtung in dem Werkstück-Messverfahren emittiert wird;
8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Leuchtzeit und einem Abstand von einer Sonde zu einem Bilderfassungsgerät veranschaulicht, wo die Sonde zum Erzeugen eines korrigierten Leuchtsignals in dem Werkstück-Messverfahren verwendet wird; und
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Sonde gemäß einem modifizierten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die hierin gezeigten Besonderheiten dienen als Beispiel und lediglich dem Zweck einer veranschaulichenden Erörterung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sollen darstellen, was als die nützlichste und am besten zu verstehende Beschreibung der Prinzipien und konzeptionellen Aspekte der vorliegenden Erfindung angesehen wird. Diesbezüglich wird kein Versuch unternommen, strukturelle Details der vorliegenden Erfindung ausführlicher als für das grundlegende Verständnis der vorliegenden Erfindung notwendig aufzuzeigen, wobei die Beschreibung zusammen mit den Zeichnungen dem Fachmann deutlich macht, wie die Formen der vorliegenden Erfindung in der Praxis umgesetzt werden können.
Konstruktion des Koordinatenmesssystems
Wie in 1 gezeigt, umfasst ein Koordinatenmesssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Sonde 2 als einen gemessenen bzw. Messkörper und ein Positionserfassungs- bzw. -detektionsgerät (als ein spezieller Positionsdetektor) 4. Das Positionserfassungsgerät (als ein spezieller Positionsdetektor) 4 umfasst ein Bilderfassungsgerät (als eine spezielle Bilderfassungseinrichtung) 5, eine Berechnungssteuer- bzw. -regelvorrichtung (als eine spezielle Berechnungssteuereinrichtung) 7 und eine Anzeigevorrichtung 8.
Wie in 2 gezeigt, umfasst die Sonde 2 einen Sondengrund- bzw. -hauptkörper 21, der von einem Operator gehalten oder betätigt und in eine gewünschte oder festgelegte bzw. spezifische (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann, und einen Fühler 27, der integral oder unitär bzw. einstückig am Sondengrundkörper 21 vorgesehen oder mit diesem verbunden ist. Der Sondengrundkörper 21 umfasst einen oder mehrere (z. B. zwei) Arme 22 und 23, die sich insbesondere im Wesentlichen in einer gebogenen bzw. Bogenform biegen, so dass erste Enden jeder der Arme 22 und 23 verbunden sind und zweite Enden stufenweise bzw. zunehmend weg voneinander gekrümmt werden, bevor sie sich wieder verbinden, was es dem Operator insbesondere ermöglicht, den Sondengrundkörper 21 mit beiden Händen zu ergreifen. In der Vorderansicht des Sondengrundkörpers 21 sind ein oder mehrere (z. B. drei) Infrarot LEDs (lichtemittierende Dioden) an jedem von einem ersten Verbindungsendabschnitt 24 der Arme 22 und 23 und zwei lateralen bzw. Seitenabschnitten, die einen zweiten Verbindungsendabschnitt 25 der Arme 22 und 23 flankieren oder seitlich zu diesem verlaufen, vorgesehen oder mit diesen verbunden, wobei speziell insbesondere die ersten bis dritten Infrarot LEDs 261 bis 263, die vierten bis sechsten Infrarot LEDs 264 bis 266 und die siebenten bis neunten Infrarot LEDs 267 bis 269 als Messlichtquellen dienen. Im Speziellen sind insgesamt neun Infrarot LEDs (erste bis neunte Infrarot LEDs 261 bis 269) am Sondengrundkörper 21 angeordnet. Der Fühler 27 ist vom zweiten Verbindungsendabschnitt 25 der Arme 22 und 23 abstehend am Sondengrundkörper 21 vorgesehen, wobei der Fühler 27 im Wesentlichen in die entgegengesetzte Richtung zum ersten Verbindungsendabschnitt 24 absteht. Insbesondere ist ein Kugel-Kontaktkopf 28 an der Spitze des Fühlers 27 vorgesehen. So sind die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 und der Kontaktkopf 28 in einer festgelegten (vorbestimmten oder vorbestimmbaren) Lagebeziehung bezogen auf den Sondengrundkörper 21 angeordnet. Daher können die Koordinaten des Kontaktkopfes 28 durch Erhalt der Koordinaten der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 gefunden oder bestimmt werden.
Überdies umfasst, wie in den 2 und 3 gezeigt, die Sonde 2 eine Beleuchtungs- bzw. Leuchtvorrichtung 29, die zumindest teilweise im Inneren des Sondengrundkörpers 21 vorgesehen ist; eine erste mobile RF (Hochfrequenz) Einheit 30, die über mindestens ein Kabel 100 mit dem Sondengrundkörper 21 verbunden ist; und eine Batterie 34, die über ein Kabel 1 mit der ersten mobilen RF Einheit 30 verbunden ist und als eine spezielle Energieversorgung dient.
Die erste mobile RF Einheit 30 umfasst einen zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (oder Kommunikator) 31, einen Sondenspeicher 32 und/oder eine Sondensteuerung bzw. einen Sondencontroller 33. Der zweite drahtlose Kommunikationsabschnitt 31 ist so konfiguriert, dass er drahtlos zwischen einem dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 61 (oder Kommunikator, nachstehend beschrieben), der an dem Bilderfassungsgerät 5 vorgesehen oder damit verbunden bzw. assoziiert ist, und einem ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 711 (oder Kommunikator, nachstehend beschrieben), der an der Berechnungssteuervorrichtung 7 vorgesehen oder mit dieser verbunden ist, kommunizieren kann. Die Sondensteuerung 33 wird von Verarbeitungsprogrammen einer CPU (zentralen Verarbeitungseinheit) und in dem Sondenspeicher 32 gespeicherten Daten gebildet oder umfasst diese. Die Sondensteuerung 33 umfasst einen Abstandsmesser 331, einen Abstandsermittler 332 und/oder einen Leuchtregler bzw. -controller 333.
Insbesondere erfasst bzw. detektiert der Abstandsmesser 331 eine Signalempfangsstärke eines Messsignals aus dem Bilderfassungsgerät 5 im zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31. Der Abstandsmesser 331 misst oder bestimmt den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 (im Speziellen einen Abstand vom Sondengrundkörper 21 der Sonde 2 zum Gehäuse 52 des Bilderfassungsgeräts 5), insbesondere basierend auf der Signalempfangsstärke, und/oder erzeugt Abstandsdaten, die Messergebnisse darstellen. In diesem Beispiel wird die Signalempfangsstärke des Messsignals im zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 insbesondere stärker, wenn sich der Abstand zwischen der Sonde 2 und dem Bilderfassungsgerät 5 verringert, und/oder wird insbesondere schwächer, wenn sich der Abstand erhöht, wie beispielsweise in 4 gezeigt. Basierend auf der in 4 veranschaulichten Beziehung und der Signalempfangsstärke des Messsignals im zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 misst oder bestimmt der Abstandsmesser 331 den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5. Der Abstandsermittler 332 erhält die vom Abstandsmesser 331 erzeugten Abstandsdaten.
Der Leuchtregler 333 veranlasst die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269, der Reihe nach zu leuchten, basierend auf einem Puls- bzw. Impulssignal, das von der Berechnungssteuervorrichtung 7 emittiert wird. Im Speziellen erhält der Leuchtregler 333 ein Bezugs- bzw. Referenz-Leuchtsignal von der Berechnungssteuervorrichtung 7, insbesondere über den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31, wobei das Referenz-Leuchtsignal, das als Referenz-Leuchtzeit-Daten dient, eine Referenz-Leuchtzeitdauer der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 anzeigt. Dann korrigiert der Leuchtregler 333 die Referenz-Zeitdaten basierend auf dem Abstand in den vom Abstandsermittler 332 erhaltenen Abstandsdaten. Der Leuchtregler 333 übermittelt die Korrekturergebnisse an die Leuchtvorrichtung 29 insbesondere über das Kabel 100, und die Leuchtzeitdauer der ersten bis neunten Infrarot LED 261 bis 269 wird von der Leuchtvorrichtung 29 basierend auf den Korrekturergebnissen geregelt. Die Details zu einem Prozess, den der Leuchtregler 333 durchführt, werden nachstehend hierin beschrieben.
Die Batterie 34 ist so konfiguriert, dass sie in eine gewünschte festgelegte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann, insbesondere zusammen mit dem Sondengrundkörper 21 und der ersten mobilen RF Einheit 30. Die Batterie 34 versorgt die Strukturelemente der ersten mobilen RF Einheit 30, insbesondere umfassend den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 und/oder die Sondensteuerung 33, mit elektrischer Energie und treibt diese(s) Element(e) an. Überdies versorgt die Batterie 34 auch die Strukturelemente im Sondengrundkörper 21, umfassend die Leuchtvorrichtung 29 und/oder eine der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269, über die Kabel 100 und 101 mit elektrischer Energie und treibt diese(s) Element(e) an. Die Batterie 34 kann wiederaufladbar sein oder auch nicht.
Das Bilderfassungsgerät 5, wie in 1 und 3 gezeigt, umfasst ein Stativ 51; ein seitlich langes kastenförmiges Gehäuse 52, das im Wesentlichen horizontal von dem Stativ 51 getragen wird; drei Detektions- bzw. Erfassungsabschnitte 531, 532 und 533; einen Framegrabber 57; eine Bilderfassungssteuerung 58, die insbesondere auch als ein Messsignalgeber dient; und/oder eine zweite mobile RF Einheit 60. Das Gehäuse 52 ist über ein Kabel 102 mit einer Regel- bzw. Steuervorrichtung 72 (nachstehend beschrieben) der Berechnungssteuervorrichtung 7 verbunden und ist über ein Kabel 103 mit der zweiten mobilen RF Einheit 60 verbunden. Die drei Erfassungsabschnitte 531, 532 und 533 sind an drei Positionen (speziell links, rechts und mittig oder in der Mitte) an einer Vorderseite des Gehäuses 52 angeordnet, wie auch in 5 gezeigt. Die Erfassungsabschnitte 531 bis 533 umfassen insbesondere zylindrische Linsen 541 bis 543, die einfallendes Licht aus einem lichtaufnehmenden Bereich 59 im Wesentlichen auf einer einzelnen Achse sammeln; Zeilenabtaster bzw. -sensoren 551 bis 553, die zumindest teilweise das von den zylindrischen Linsen 541 bis 543 gesammelte Licht empfangen und ein Helligkeitsverteilungssignal ausgeben, das eine Helligkeitsverteilung auf der einzelnen bzw. einzigen Achse anzeigt; und/oder eine oder mehrere Blende(n) 561 bis 563, die das Einfallen von Licht auf die zylindrischen Linsen 541 bis 543 regelt bzw. regeln. Die Zeilenabtaster 551 bis 553 werden beispielsweise durch Anordnen von CCDs (ladungsgekoppelte Bauelemente) im Wesentlichen in Reihe gebildet. Es können auch elektronische Blenden als die Blenden 561 bis 563 verwendet werden.
In diesem Beispiel konfigurieren oder bilden in den Erfassungsabschnitten 531 und 533 die Zeilenabtaster 551 und 553 einen Teil von ersten Zeilenabtastern, die mit einem Raum dazwischen angeordnet sind. Die Zeilenabtaster 551 und 553 sind orthogonal zu einer Y-Achse angeordnet, die orthogonal zu einer X-Achse (ersten Achse) des Lichtaufnahmebereichs 59 ist, und sind bezogen auf die X-Achse leicht nach innen geneigt. Insbesondere konfigurieren oder bilden die zylindrischen Linsen 541 und 543 einen Teil eines ersten optischen Systems. Die zylindrischen Linsen 541 und 543 sind so angeordnet, dass sie orthogonal zu den Zeilenabtastern 551 und 553 (parallel zur Y-Achse) im Wesentlichen in der Mitte der Zeilenabtaster 551 und 553 liegen. Mit anderen Worten, die Erfassungsabschnitte 531 und 533 sind so angeordnet, dass sie sich derart nach innen neigen, dass die Erfassungsabschnitte 531 und 533 leicht in Richtung des mittleren bzw. zentralen Erfassungsabschnitts 532 ausgerichtet sind. Im Ergebnis wird das einfallende Licht aus dem Lichtaufnahmebereich 59 von den Zeilenabtastern 551 und 553 als die erste Helligkeitsverteilung auf der X-Achse erfasst. Überdies konfiguriert oder bildet der Zeilenabtaster 552 insbesondere einen Teil eines zweiten Zeilenabtasters im Erfassungsabschnitt 532. Insbesondere ist der Zeilenabtaster 552 so angeordnet, dass er parallel zur Y-Achse des Lichtaufnahmebereiches 59 verläuft. Insbesondere konfiguriert oder bildet die zylindrische Linse 542 einen Teil eines zweiten optischen Systems. Die zylindrische Linse 542 ist so angeordnet, dass sie im Wesentlichen orthogonal zum Zeilenabtaster 552 (parallel zur X-Achse) im Wesentlichen in der Mitte des Zeilenabtasters 552 liegt. Im Ergebnis wird das einfallende Licht aus dem Lichtaufnahmebereich 59 von dem Zeilenabtaster 552 als eine zweite Helligkeitsverteilung auf der Y-Achse erfasst. Insbesondere sind die Blenden 561 bis 563 an jeder der zylindrischen Linsen 541 bzw. 543 auf einer gegenüberliegenden Seite von den jeweiligen Zeilenabtastern 551 bis 553 vorgesehen. Der Framegrabber 57 erhält ein Lichtintensitätsprofil (X-Achse: Pixel; Y-Achse: Lichtintensität) von einem CCD-Element.
Insbesondere wird die Bilderfassungssteuerung 58 von einem CPU Verarbeitungsprogramm und Daten, die in einem Speicher gespeichert sind (in den Zeichnungen nicht gezeigt), gebildet. Die Bilderfassungssteuerung 58 erhält ein Impulssignal, das von der Berechnungssteuervorrichtung 7 insbesondere über das Kabel 102 emittiert wird, und steuert bzw. regelt ein Öffnen und Schließen der Blenden 561 bis 563 der Erfassungsabschnitte 531 bis 533, abgestimmt auf das Impulssignal. Dann nimmt die Bilderfassungssteuerung 58 ein Bild von den Zeilenabtastern 551 bis 553 mit offenen Blenden 561 bis 563 über den Framegrabber 57 auf und übermittelt das Bild an die Berechnungssteuervorrichtung 7 (insbesondere über das Kabel 102) als das Helligkeitsverteilungssignal. So wird das Helligkeitsverteilungssignal über das Kabel 102 an die Berechnungssteuervorrichtung 7 übermittelt; daher kann eine Übertragungsgeschwindigkeit im Vergleich zu einer Konfiguration bzw. Konstruktion, die eine drahtlose Übertragung nutzt, erhöht werden. Überdies übermittelt die Bilderfassungssteuerung 58 das Messsignal über die zweite mobile RF Einheit 60 an den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31.
Die zweite mobile RF Einheit 60 umfasst den dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 61. Der dritte drahtlose Kommunikationsabschnitt 61 ist so konfiguriert, dass er drahtlos mit dem zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31, der an der Sonde 2 vorgesehen oder mit dieser verbunden ist, kommunizieren kann.
Elektrische Energie zum Antrieb der Strukturelemente in dem Gehäuse 52 wird von der Steuervorrichtung 72 der Berechnungssteuervorrichtung 7 insbesondere über das Kabel 102 geliefert. Überdies wird auch elektrische Energie zum Antrieb der Strukturelemente der zweiten mobilen RF Einheit 60 von der Steuervorrichtung 72 über die Kabel 102 und 103 geliefert.
Die Berechnungssteuervorrichtung 7 umfasst insbesondere eine RF (Hochfrequenz) Basisstation 71 und/oder die Steuervorrichtung 72, die mit der RF Basisstation 71 über ein Kabel 104 verbunden ist. Die RF Basisstation 71 umfasst den ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 711 und eine Kommunikationssteuerung 712. Der erste drahtlose Kommunikationsabschnitt 711 ist so konfiguriert, dass er drahtlos mit dem zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31, der an der Sonde 2 vorgesehen oder mit dieser verbunden bzw. assoziiert ist, kommunizieren kann. Die Kommunikationssteuerung 712 verarbeitet verschiedene Arten von Signalen und Daten, die von der Steuervorrichtung 72 ausgegeben werden, und übermittelt die Signale und Daten an den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31, insbesondere über den ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 711. Elektrische Energie zum Antrieb der Strukturelemente der RF Basisstation 71 wird von der Steuervorrichtung 72 über das Kabel 104 geliefert.
Die Steuervorrichtung 72 umfasst einen Rechenspeicher 721 und/oder eine Berechnungssteuereinrichtung 722. Die Berechnungssteuereinrichtung 722 wird gebildet von oder umfasst CPU-Verarbeitungsprogramme(n) und -daten, die in dem Rechenspeicher 721 gespeichert sind. Die Berechnungssteuereinrichtung 722 umfasst eine Taktsteuerung 723 als einen Referenzzeitgeber und einen Positionsrechner 724. Elektrische Energie zum Antrieb der Strukturelemente der Steuervorrichtung 72 wird insbesondere von einer kommerziellen Stromquelle über ein Kabel, in den Zeichnungen nicht gezeigt, geliefert.
Gleichzeitig oder in Koordination mit dem Referenz-Leuchtsignal, welches die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 der Sonde 2 veranlasst zu leuchten, und über die RF Basisstation 71 emittiert wird, emittiert die Taktsteuerung 723 ein Impulssignal zum Bilderfassungsgerät 5 über das Kabel 102, insbesondere abgestimmt auf das oder synchronisiert bzw. koordiniert mit dem Referenz-Leuchtsignal, wobei das Impulssignal eine Aufnahme von Helligkeitsverteilungssignalen der Zeilenabtaster 551 bis 553 in das Bilderfassungsgerät 5 regelt bzw. steuert.
Der Positionsrechner 724 berechnet oder bestimmt basierend auf den Helligkeitsverteilungssignalen aus dem Bilderfassungsgerät 5 dreidimensionale Koordinaten des Kontaktkopfs 28 in dem Koordinatenmesssystem 1. Im Speziellen nutzt bzw. verwendet der Positionsrechner 724 ein Triangulationsverfahren zum Berechnen der dreidimensionalen Koordinaten der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269. Die dreidimensionalen Koordinaten der mehreren LEDs (insbesondere die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269) können unter Anwendung eines bekannten Verfahrens, das im offengelegten japanischen Patent mit der Veröffentlichungsnummer 2005-233759 offenbart ist, erhalten werden. Dann berechnet oder bestimmt der Positionsrechner 724 die dreidimensionalen Koordinaten des Kontaktkopfs 28 unter Nutzung der Position der Sonde 2 (dreidimensionale Koordinaten der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269) und der Position des Kontaktkopfes 28 bezogen auf die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 der Sonde 2. Insbesondere entsprechen die dreidimensionalen Koordinaten des Kontaktkopfs 28 Positionsdaten. Überdies zeigt der Positionsrechner 724 die Messergebnisse der dreidimensionalen Koordinaten des Kontaktkopfs 28 auf der Anzeigevorrichtung 8 an.
Werkstück-Messverfahren
Als nächstes wird das Werkstück-Messverfahren unter Nutzung des Koordinatenmesssystems 1 beschrieben. Im Folgenden wird ein exemplarischer Fall beschrieben, bei dem die erste mobile RF Einheit 30 am Sondengrundkörper 21 fixiert oder montiert ist und die zweite mobile RF Einheit 60 am Gehäuse 52 fixiert oder montiert ist und der Abstand vom zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 der ersten mobilen RF Einheit 30 zum dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 61 der zweiten mobilen RF Einheit 60 im Wesentlichen gleich dem Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 ist.
Zunächst, wie in 6 gezeigt, legt der Operator Messbedingungen an der Steuervorrichtung 72 der Berechnungssteuervorrichtung 7 fest, z. B. unter Verwendung eines Computers oder dergleichen, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist (Schritt S1). Beispiele für Messbedingungen können für die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 einen Beleuchtungs- bzw. Leuchtzyklus, Leuchtzeit, Anzahl an leuchtenden LEDs (wenn sich diese unterscheiden, gemäß dem Gegenstand der Steuerung) oder Bilderfassungszeit für das Bilderfassungsgerät 5 umfassen. Danach, wenn der Operator den Kontaktkopf 28 der Sonde 2 im Wesentlichen mit einer Messstelle des Werkstücks in Kontakt gebracht hat, drückt der Operator einen Messschalter (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der an der Sonde 2 vorgesehen oder mit dieser verbunden ist. Drückt der Operator den Messschalter, initiiert die Taktsteuerung 723 der Steuervorrichtung 72 die Ausgabe eines Impulssignals basierend auf den Messbedingungen (Schritt S2). Im Speziellen gibt die Taktsteuerung 723 Impulssignale insbesondere über das Kabel 104 an die RF Basisstation 71 aus, wobei das erste Impulssignal einen Messzyklus (Zyklussignal) darstellt, wie in 7A gezeigt, und ein zweites Impulssignal die mehreren (z. B. ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 veranlasst, der Reihe nach zu leuchten (insbesondere an und aus schaltet) (Referenz-Leuchtsignal), wie in 7B gezeigt. Überdies gibt die Taktsteuerung bzw. der Zeitgebungs-Controller 723 das Zyklussignal und ein Impulssignal, welches die Blenden 561 bis 563 des Bilderfassungsgeräts 5 öffnet und schließt (insbesondere Öffnungs/Schließsignal), an das Bilderfassungsgerät 5 über das Kabel 102 aus.
An diesem Punkt wird eine Leuchtzeit T2 der (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 in dem in 7B gezeigten Referenz-Leuchtsignal insbesondere als so lang definiert, damit das Licht in den Erfassungsabschnitten 531 bis 533 adäquat angesammelt werden kann, selbst wenn der Abstand vom Sondengrundkörper 21 der Sonde 2 zum Gehäuse 52 des Bilderfassungsgeräts 5 ein maximaler Messabstand ist oder dem nahe liegt (zum Beispiel ein maximaler Abstand, wo Licht aus den ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 von den Erfassungsabschnitten 531 bis 533 des Bilderfassungsgeräts 5 empfangen werden kann). Wenn überdies eine Menge an Licht, das auf das Bilderfassungsgerät 5 aus den ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 einfällt, geringer ist als ein Schwellenwert, wie in 7C gezeigt, kann die Taktsteuerung 723 insbesondere auch das Öffnungs/Schließsignal, das die Blenden 561 bis 563 öffnet, genauso lange übertragen, wie die ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 leuchten. Überdies kann, wenn die Menge an Licht, das auf das Bilderfassungsgerät 5 einfällt, gleich oder größer ist als der Schwellenwert, wie in 7D gezeigt, die Taktsteuerung 723 auch das Öffnungs/Schließsignal, das die Blenden 561 bis 563 für eine Zeitdauer kürzer als die Leuchtzeit der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 öffnet, übertragen. Als eine Konfiguration, die bestimmt, ob die Menge an Licht, das auf das Bilderfassungsgerät 5 aus den ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 einfällt, kleiner ist als der Schwellenwert, kann die Taktsteuerung 723 insbesondere eine Bestimmung annehmen, die auf den Messergebnissen aus einem Lichtmeter (in den Zeichnungen nicht gezeigt) basiert, und/oder die Taktsteuerung 723 kann insbesondere eine Bestimmung annehmen bzw. durchführen, die auf Festlegungen basiert, die von dem Operator unter Verwendung des Computers oder dergleichen, in den Zeichnungen nicht gezeigt, eingegeben wurden.
Danach fragt die Kommunikationssteuerung 712 der RF Basisstation 71 das Zyklussignal und das Referenz-Leuchtsignal, die von der Taktsteuerung 723 erhalten wurden, ab (Schritt S3). Im Speziellen misst die Kommunikationssteuerung 712 eine Zykluszeit T1 von einem Messzyklus, wie in 7A gezeigt; die Leuchtzeit T2 jeder der ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269, wie in 7B gezeigt; und ein Leuchtintervall T3, wenn eine spezielle (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Infrarot LED leuchtet bis die nächste Infrarot LED leuchtet. Dann erzeugt die Kommunikationssteuerung 712 Abfragedaten bezüglich dieser Messergebnisse. Dann übermittelt die Kommunikationssteuerung 712 die durch das in Schritt S3 durchgeführte Abfragen erhaltenen Abfragedaten an die erste mobile RF Einheit 30 unter Nutzung der drahtlosen Kommunikation, insbesondere über den ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 711 (Schritt S4).
Danach werden, wenn der Leuchtregler 333 der ersten mobilen RF Einheit 30 die Abfragedaten insbesondere über den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 empfängt, das in 7A gezeigte Zyklussignal und das in 7B gezeigte Referenz-Leuchtsignal basierend auf den Abfragedaten (Schritt S5) rekonstruiert oder bestimmt und/oder im Sondenspeicher 32 gespeichert. Dann misst oder bestimmt der Abstandsmesser 331 der ersten mobilen RF Einheit 30 den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 (Schritt S6) und gibt die Abstandsdaten an den Abstandsermittler 332 aus. Während des Prozesses von Schritt S6 behandelt beispielsweise die Bilderfassungssteuerung 58 ein Erhalten des Zyklussignals und des Öffnungs/Schließsignals von der Steuervorrichtung 72 als einen Trigger und übermittelt das Messsignal insbesondere über den dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 61 unter Nutzung der drahtlosen Kommunikation an die erste mobile RF Einheit 30. Basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals im zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 31 und der in 4 veranschaulichten Beziehung misst der Abstandsmesser 331 den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5.
Als nächstes korrigiert der Leuchtregler 333 der ersten mobilen RF Einheit 30 die Leuchtzeit T2 des Referenz-Leuchtsignals (das insbesondere im Sondenspeicher 32 gespeichert ist) basierend auf dem Abstand in den Abstandsdaten (Schritt S7) und/oder speichert ein korrigiertes Leuchtsignal, welches die Korrekturergebnisse darstellt, im Sondenspeicher 32. Beispielsweise speichert, wenn der Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 größer ist als ein Schwellenwert, der Leuchtregler 333 das Referenz-Leuchtsignal im Sondenspeicher 32 insbesondere als das korrigierte Leuchtsignal, ohne die Leuchtzeit T2 zu korrigieren. Überdies korrigiert, wenn der Abstand kleiner ist als der Schwellenwert, der Leuchtregler 333 das Referenz-Leuchtsignal so, dass die Leuchtzeit T2 verringert wird, und erzeugt bzw. generiert das korrigierte Leuchtsignal. Dann speichert der Leuchtregler 333 das korrigierte Leuchtsignal, wie in 7E gezeigt, zum Beispiel im Sondenspeicher 32. Eine Beziehung zwischen dem Abstand und der Leuchtzeit T2, wenn die Leuchtzeit T2 verringert ist, kann insbesondere eine Beziehung sein, die durch eine gerade Linie A1, eine gekrümmte Linie A2, eine gebogene Linie A3 und eine gebogene Linie A4 in 8 ausgedrückt wird.
Danach gibt der Leuchtregler 333 das korrigierte Leuchtsignal insbesondere über das Kabel 100 an die Leuchtvorrichtung 29 aus, synchronisiert es mit dem korrigierten Leuchtsignal, und/oder beleuchtet bzw. erleuchtet die (insbesondere ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 in einer entsprechenden Reihenfolge (Schritt S8). Insbesondere im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt wie Schritt S8 und basierend auf dem Zyklussignal synchronisiert sich die Bilderfassungssteuerung 58 mit dem Öffnungs/Schließsignal, damit sie die Blenden 561 bis 563 gleichzeitig öffnet und schließt und das Licht von den (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 erfasst (Schritt S9). Unter Nutzung eines solchen Prozesses wird das Helligkeitsverteilungssignal in den Erfassungsabschnitten 531 bis 533 des Bilderfassungsgeräts 5 basierend auf dem Licht aus den ersten bis neunten Infrarot LEDs 261 bis 269 erfasst. Dann übermittelt die Bilderfassungssteuerung 58 das Helligkeitsverteilungssignal insbesondere über das Kabel 102 an die Steuervorrichtung 72 der Berechnungssteuervorrichtung 7.
Nachdem das Helligkeitsverteilungssignal empfangen worden ist, berechnet oder bestimmt der Positionsrechner 724 der Steuervorrichtung 72 die dreidimensionalen Koordinaten des Kontaktkopfs 28 (Schritt S10). Im Ergebnis können die Koordinaten für die Messstelle gefunden werden, wo der Kontaktkopf 28 der Sonde 2 das Werkstück kontaktiert.
Überdies kann an den in Schritt S10 erhaltenen dreidimensionalen Koordinaten mindestens eine Korrektur vorgenommen werden, wobei die Korrektur mindestens eine von einer Korrektur einer räumlichen Genauigkeit und einer Temperaturkorrektur ist (eine Korrektur, die beispielsweise einen Effekt einer Wärmeausdehnung oder Verschiebung der Zeilenabtaster 551 bis 553 aufgrund der Temperatur ausräumt). Danach bestimmt der Leuchtregler 333 basierend auf dem Zyklussignal, ob es einen weiteren Zyklus gibt (Schritt S11). Bestimmt der Leuchtregler 333, dass es einen weiteren Zyklus gibt, führt der Leuchtregler 333 den Prozess bzw. die Bearbeitung von Schritt S6 aus. Bestimmt der Leuchtregler 333, dass es keinen weiteren Zyklus gibt, endet der Prozess.
Effekt der Ausführungsform
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform erhält die Sonde 2 Abstandsdaten für den Abstand von der Sonde 2 (insbesondere erste bis neunte Infrarot LEDs 261 bis 269) zum Bilderfassungsgerät 5 und regelt die Leuchtzeit T2 der (insbesondere ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand. Dann berechnet oder bestimmt die Berechnungssteuervorrichtung 7 die Positionsdaten der Sonde 2 basierend auf der von dem Bilderfassungsgerät 5 erfassten ersten und zweiten Helligkeitsverteilung. Daher wird, wenn der Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 kleiner ist als ein Schwellenwert und die Intensität des von dem Bilderfassungsgerät 5 empfangenen Lichts größer ist, als wenn der Abstand gleich dem oder größer ist als der Schwellenwert, die Leuchtzeit T2 der (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 kürzer gemacht, als wenn der Abstand gleich dem oder größer ist als der Schwellenwert. Im Ergebnis können, nachdem das Bilderfassungsgerät 5 eine Menge an Licht empfangen hat, die zum Berechnen der Positionsdaten notwendig ist, die (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 abgeschaltet werden. Folglich kann ein Energieverbrauch durch die (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 verringert oder reduziert werden.
Überdies versorgt die Batterie 34, die in eine gewünschte (vorbestimmte oder vorbestimmbare) Position bewegt werden kann, die Strukturelemente der Sonde 2 mit elektrischer Energie. Ferner korrigiert die Sonde 2 das aus der Berechnungssteuervorrichtung 7 empfangene Referenz-Leuchtsignal insbesondere über eine drahtlose Kommunikation basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand, und die Leuchtzeit der (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 kann basierend auf den Korrekturergebnissen geregelt werden. Daher kann insbesondere durch ein Korrigieren des Referenz-Leuchtsignals in der Sonde 2 eine Verarbeitungsbelastung für die Berechnungssteuervorrichtung 7 verringert werden. Überdies versorgt die Batterie 34, die bewegt werden kann, die Sonde 2 mit elektrischer Energie, und das Referenz-Leuchtsignal wird zwischen der Berechnungssteuervorrichtung 7 und der Sonde 2 insbesondere unter Nutzung einer drahtlosen Kommunikation übermittelt und empfangen. Daher kann die Position der Sonde 2 bezogen auf die Berechnungssteuervorrichtung 7 innerhalb eines Bereichs, wo eine drahtlose Kommunikation möglich ist, frei eingestellt werden, wodurch Werkstücke verschiedener Größen und Formen gemessen werden können. Überdies kann der Energieverbrauch der Batterie 34 verhindert oder reduziert werden, und die Häufigkeit eines Ladens oder eines Austauschs der Batterie 34 kann minimiert werden.
Überdies misst die Sonde 2 den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals, das zwischen der Sonde 2 und dem Bilderfassungsgerät 5 übermittelt und empfangen wurde. Daher kann die Leuchtzeit T2 der (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 basierend auf genauen Messergebnissen entsprechend geregelt bzw. gesteuert werden. Überdies wird der zweite drahtlose Kommunikationsabschnitt 31, der insbesondere zum Empfangen des Referenz-Leuchtsignals genutzt wird, auch zum Empfangen des Messsignals genutzt bzw. verwendet. Im Ergebnis kann der zweite drahtlose Kommunikationsabschnitt 31 effektiv genutzt und die Konstruktion der Sonde 2 vereinfach werden. Überdies muss nicht der Operator den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 messen, und eine Arbeitsbelastung für den Operator kann verringert werden.
Modifikationen
Überdies ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und umfasst Modifikationen und Verbesserungen innerhalb eines Umfangs, in dem die Vorteile der vorliegenden Erfindung erreicht werden können.
Im Speziellen wurde die Kontakt-Typ-Sonde 2 mit dem Kontaktkopf 28 an ihrer Spitze als ein Beispiel für die Sonde gemäß dem Obigen beschrieben; die Sonde ist aber nicht auf diese beschränkt und kann auch eine kontaktlose Sonde sein. Wie beispielsweise in 9 gezeigt, weist eine kontaktlose Sonde 2A eine Konfiguration auf, bei der eine kontaktlose Messvorrichtung 36A in einem Sondengrundkörper 21A installiert oder an diesem montiert ist, wobei die Messvorrichtung 36A insbesondere einen Lichtemitter bzw. Strahler 361A, der Licht in Richtung eines Werkstücks emittiert; einen Lichtempfänger 362A, der das von dem Werkstück reflektierte Licht empfängt; und/oder einen Rechner umfasst (in den Zeichnungen nicht gezeigt), der Positionsdaten für die Position des Werkstücks bezogen auf den Sondengrundkörper 21A unter Nutzung einer Position, wo das Licht im Lichtempfänger 362A empfangen wird, berechnet oder bestimmt. Überdies umfasst die Sonde 2A die Leuchtvorrichtung 29, die erste mobile RF Einheit 30 (in den Zeichnungen nicht gezeigt), mehrere (z. B. vierzig) Infrarot LEDs 901, 902, 903, usw. und die Batterie 34 (in den Zeichnungen nicht gezeigt), die die Strukturelemente der Sonde 2A mit elektrischer Energie versorgt. In diesem Fall findet oder bestimmt der Positionsrechner 724 der Berechnungssteuervorrichtung 7 die Koordinaten einer Lichtzündungsposition der kontaktlosen Messvorrichtung 36A basierend auf der Position der Sonde 2A, die basierend auf Bilderfassungsergebnissen der Infrarot LEDs unter Nutzung des Bilderfassungsgeräts 5 gefunden oder bestimmt wird, und der Position eines Messpunkts, der von der kontaktlosen Messvorrichtung 36A gefunden wird. Überdies muss bei der kontaktlosen Sonde 2A kein Kontakt mit dem Werkstück hergestellt werden, wodurch eine breitere Vielfalt an Werkstücken, z. B. mit viel komplexeren Formen, gemessen werden kann. Um dies zu erreichen, wird insbesondere eine größere Anzahl von Infrarot LEDs (zum Beispiel die vierzig Infrarot LEDs 901, 902, 903, usw.) in der Sonde 2A installiert, damit eine Vielfalt der von der Sonde 2A angenommenen Stellungen erfasst werden kann. Jedoch müssen nicht alle Infrarot LEDs zum Erfassen der Stellung bzw. Lage der Sonde 2A in der Lage sein. So lange mindestens drei Infrarot LEDs zum Erfassen in der Lage sind, kann die Stellung der Sonde 2A gefunden werden. Ferner ist die Sonde der vorliegenden Erfindung nicht auf eine Sonde beschränkt; stattdessen können eine bekannte Vorrichtung, ein bekanntes Objekt oder dergleichen als ein zu messendes Objekt genutzt werden.
Es wurde eine beispielhafte Konstruktion beschrieben, bei der ein Abstandsermittler und ein Leuchtregler gemäß dem Obigen an der Sonde 2 vorgesehen oder mit dieser verbunden bzw. assoziiert waren. Der Abstandsermittler und der Leuchtregler können sich aber auch an der Berechnungssteuervorrichtung 7 befinden. Beispielsweise ist der Abstandsermittler 332 insbesondere an der Steuervorrichtung 72 der Berechnungssteuervorrichtung 7 vorgesehen oder mit dieser verbunden, und die Taktsteuerung 723 ist insbesondere so ausgelegt, dass sie als der Leuchtregler bzw. Beleuchtungs-Controller dient, der das korrigierte Leuchtsignal erzeugt. Überdies erhält während des Werkstück-Messverfahrens der Abstandsermittler 332 der Steuervorrichtung 72 insbesondere Abstandsdaten vom Abstandsmesser 331 der Sonde 2. Dann erzeugt die Taktsteuerung 723 das korrigierte Leuchtsignal basierend auf den Abstandsdaten und einer in 8 gezeigten Beziehung und/oder übermittelt das korrigierte Leuchtsignal an die Sonde 2. Danach kann die Sonde 2 auch die Leuchtzeit T2 der (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 basierend auf dem korrigierten Leuchtsignal regeln.
Der Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 wird insbesondere basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals, das zwischen der Sonde 2 und dem Bilderfassungsgerät 5 übermittelt und empfangen wird, gemessen oder bestimmt; es ist jedoch auch die folgende Konstruktion möglich. Beispielsweise ist die zweite mobile RF Einheit 60 nicht an dem Bilderfassungsgerät 5 vorgesehen oder mit diesem verbunden, und stattdessen ist ein Messsignalgeber an der Steuervorrichtung 72 der Berechnungssteuervorrichtung 7 vorgesehen oder mit dieser verbunden, wobei der Messsignalgeber das Messsignal insbesondere über die RF Basisstation 71 an die erste mobile RF Einheit 30 übermittelt. Überdies misst oder bestimmt bei einer solchen Konfiguration die Sonde 2 zunächst den Abstand von der Sonde 2 zur Berechnungssteuervorrichtung 7 basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals, das zwischen der Sonde 2 und der Berechnungssteuervorrichtung 7 übermittelt und empfangen wird. Danach findet oder bestimmt der Abstandsmesser 331 der Sonde 2 den Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 basierend auf einer Lagebeziehung zwischen der Berechnungssteuervorrichtung 7 und dem Bilderfassungsgerät 5, die insbesondere zuvor in den Abstandsmesser 331 eingegeben wurde, und/oder basierend auf den Messergebnissen für den Abstand von der Sonde 2 zur Berechnungssteuervorrichtung 7. Der Leuchtregler 333 kann das korrigierte Leuchtsignal auch basierend auf den Messergebnissen für den Abstand erzeugen. Überdies können bei dieser Konfiguration der Abstandsermittler (der Abstandsdaten enthält) und der Leuchtregler (der das korrigierte Leuchtsignal erzeugt) auch an der Berechnungssteuervorrichtung 7 vorgesehen oder mit dieser verbunden sein. Die Berechnungssteuervorrichtung 7 kann die von der Sonde 2 erzeugten Messdaten erhalten, das korrigierte Leuchtsignal erzeugen und das korrigierte Leuchtsignal an die Sonde 2 übermitteln. Überdies kann bei der vorliegenden Konfiguration der Abstandsmesser (der Abstandsdaten basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals, das zwischen der Sonde 2 und der Berechnungssteuervorrichtung 7 übermittelt und empfangen wird, erzeugt) auch an der Berechnungssteuervorrichtung 7 vorgesehen oder mit dieser verbunden sein.
Erzeugen die Sonde 2 oder die Berechnungssteuervorrichtung 7 insbesondere ein korrigiertes Leuchtsignal, bei dem die Leuchtzeit T2 kürzer ist als beim Referenz-Leuchtsignal, kann eine Zeitdauer, während der die Blenden 561 bis 563 des Bilderfassungsgeräts 5 offen sind, entsprechend kürzer gewählt bzw. gemacht werden, damit sie mit der Leuchtzeit T2 übereinstimmt. In einem solchen Fall kann die Bilderfassungssteuerung 58 des Bilderfassungsgeräts 5 insbesondere auch ein Korrekturbenachrichtigungssignal erhalten, bei dem die (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 so geregelt werden, dass die Leuchtzeit T2 kürzer ist, und die Bilderfassungssteuerung 58 kann auch die Zeitdauer, während der die Blenden 561 bis 563 offen sind, verkürzen. Überdies kann die Taktsteuerung 723 der Berechnungssteuervorrichtung 7, welche das Korrekturbenachrichtigungssignal erhielt, insbesondere auch das Öffnungs/Schließsignal regeln; ein korrigiertes Öffnungs/Schließsignal erzeugen, bei dem die Dauer, während der die Blenden 561 bis 563 offen sind, kurz ist; das korrigierte Öffnungs/Schließsignal an das Bilderfassungsgerät 5 übermitteln; und/oder die Bilderfassungssteuerung 58 kann die Dauer, während der die Blenden 561 bis 563 offen sind, basierend auf dem korrigierten Öffnungs/Schließsignal verkürzen.
In dem obigen Beispiel wird insbesondere eine drahtlose Kommunikation beim Übermitteln und Empfangen des Referenz-Leuchtsignals zwischen der Sonde 2 und der Berechnungssteuervorrichtung 7 genutzt, und es ist eine Batterie 34 vorgesehen, die die Strukturelemente der Sonde 2 mit elektrischer Energie versorgt; eine Übermittlung und ein Empfang des Referenz-Leuchtsignals sowie eine Energieversorgung der Strukturelemente der Sonde 2 können aber auch über mindestens ein Kabel, das beispielsweise die Sonde 2 und die Berechnungssteuervorrichtung 7 verbindet, erfolgen. Auch ein Energieverbrauch durch die (ersten bis neunten) Infrarot LEDs 261 bis 269 kann mit dieser Konfiguration verringert oder reduziert werden.
Insbesondere können die erste mobile RF Einheit 30 und die zweite mobile RF Einheit 60 auch an Positionen entfernt vom Sondengrundkörper 21 und dem Gehäuse 52 vorgesehen sein. In einem solchen Fall kann der basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals gemessene Abstand basierend auf dieser getrennten Lagebeziehung und/oder dem gefundenen Abstand von der Sonde 2 zum Bilderfassungsgerät 5 korrigiert werden. Die erste mobile RF Einheit 30 kann zumindest teilweise in dem Sondengrundkörper 21 angeordnet sein, die zweite mobile RF Einheit 60 kann zumindest teilweise in dem Gehäuse 52 angeordnet sein, und/oder die RF Basisstation 71 kann zumindest teilweise in der Steuervorrichtung 72 angeordnet sein. Insbesondere können die Übermittlung und der Empfang verschiedener Signale zwischen der Bilderfassungssteuerung 58 und der Steuervorrichtung 72 nicht über das Kabel 102, sondern stattdessen unter Nutzung einer drahtlosen Kommunikation zwischen dem ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 711 und dem dritten drahtlosen Kommunikationsabschnitt 61 erfolgen. In einem solchen Fall ist eine Batterie oder kommerzielle Stromquelle notwendig, die elektrische Energie für den Antrieb der Strukturelemente in dem Gehäuse 52 liefert. Der Abstandsermittler 332 ermittelt die Abstandsdaten, die basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals erhalten wurden; jedoch kann der Abstandsermittler 332 auch so konfiguriert sein, dass er Abstandsdaten ermittelt, die der Operator über Festlegungen eingibt, und Abstandsdaten basierend auf Ergebnissen von Messungen, die mit Ultraschallwellen gemacht wurden, ermittelt. Eine Energieversorgung in der vorliegenden Erfindung kann auch eine Solarzelle sein.
Insbesondere sind neun Infrarot LEDs (die erste bis neunte Infrarot LED 261 bis 269) als die oben beschriebene Messlichtquelle angeordnet; es sind jedoch mindestens drei Infrarot LEDs ausreichend. Es kann auch eine andere bekannte Lichtquelle als eine LED als die Messlichtquelle verwendet werden, und das emittierte Licht kann auch ein anderes Licht als infrarotes sein. Insbesondere waren die zylindrischen Linsen 541 bis 543 und die Zeilenabtaster bzw. -sensoren 551 bis 553 als die Detektions- bzw. Erfassungsabschnitte 531 bis 533 konstruiert; solange jedoch ein optisches Element zumindest teilweise Licht aus dem Lichtaufnahmebereich 59 in einer einzigen Achsenrichtung sammeln kann, muss das optische Element keine zylindrische Linse sein.
Gemäß dem Obigen umfasst das Koordinatenmesssystem insbesondere eine Sonde, die mit ersten bis neunten Infrarot LEDs versehen ist, und ein Bilderfassungsgerät und eine Berechnungssteuereinrichtung, die die Position der Sonde erfassen. Die Sonde umfasst einen Abstandsermittler, der Abstandsdaten für den Abstand von der Sonde zum Bilderfassungsgerät ermittelt; und einen Leuchtregler, der die Leuchtzeit der ersten bis neunten Infrarot LEDs basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt.
Es sei anzumerken, dass die vorstehenden Beispiele lediglich dem Zwecke der Erläuterung dienen und die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Auch wenn die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich, dass die hierin verwendeten Wörter beschreibende und veranschaulichende Wörter und nicht einschränkende Wörter sind. Es können Veränderungen innerhalb des wie vorliegend ausgeführten und geänderten Geltungsbereichs der anhängenden Ansprüche vorgenommen werden, ohne vom Umfang und Sinn der vorliegenden Erfindung in ihren Aspekten abzuweichen. Auch wenn die vorliegende Erfindung hierin unter Bezugnahme auf besondere Strukturen, Materialien und Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin offenbarten Besonderheiten beschränkt; vielmehr erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf alle funktional äquivalenten Strukturen, Verfahren und Verwendungen, wie sie in den Umfang der anhängenden Ansprüche fallen.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es können verschiedene Variationen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2014-095943 [0001]
JP 2011-237430 [0003, 0003, 0005]
JP 2005-233759 [0045]

Claims

Koordinatenmesssystem (1), das eine Sonde (2; 2A) aufweist, die mit einer Messlichtquelle (261–269; 901–903) versehen ist und in eine festgelegte Position bewegt werden kann, und das ferner einen Positionsdetektor (4) aufweist, der so konfiguriert ist, dass er Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) empfängt und die Position der Sonde (2; 2A) erfasst bzw. detektiert, wobei der Positionsdetektor (4) umfasst: eine Bilderfassungseinrichtung (5), umfassend: ein Paar von ersten optischen Systemen (541, 543), die voneinander getrennt und so konfiguriert sind, dass sie das Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) auf einer ersten Achse sammeln; ein Paar von ersten Zeilenabtastern bzw. -sensoren (551, 553), die so konfiguriert sind, dass sie das von dem jeweiligen Paar der ersten optischen Systeme (541, 543) auf der ersten Achse gesammelte Licht empfangen, und ferner so konfiguriert sind, dass sie eine erste Helligkeitsverteilung auf der ersten Achse erfassen; ein zweites optisches System (542), das so konfiguriert ist, dass es Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) auf einer zweiten Achse unter einem von 0° oder 180° verschiedenen Winkel, bevorzugt im Wesentlichen orthogonal zur ersten Achse sammelt; und einen zweiten Zeilenabtaster bzw. -sensor (552), der so konfiguriert ist, dass er das von dem zweiten optischen System (542) auf der zweiten Achse gesammelte Licht empfängt, und ferner so konfiguriert ist, dass er eine zweite Helligkeitsverteilung auf der zweiten Achse erfasst; und eine Berechnungssteuereinrichtung (7), umfassend einen Positionsrechner (724), der so konfiguriert ist, dass er Positionsdaten, die die Position der Sonde (2; 2A) darstellen, basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung berechnet, wobei: mindestens eine der Sonde (2; 2A) und der Berechnungssteuereinrichtung (7) ferner umfasst: einen Abstandsermittler (332; 72), der so konfiguriert ist, dass er Abstandsdaten für den Abstand von der Sonde (2; 2A) zur Bilderfassungseinrichtung (5) ermittelt; und einen Leuchtregler (333; 723), der so konfiguriert ist, dass er eine Leuchtzeit der Messlichtquelle (261–269; 901–903) basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt.
Koordinatenmesssystem nach Anspruch 1, wobei: die Berechnungssteuereinrichtung (7) umfasst: einen ersten drahtlosen Kommunikator (711); und einen Referenzzeitgeber (723), der so konfiguriert ist, dass er über den ersten drahtlosen Kommunikator (711) Referenz-Leuchtzeit-Daten, die eine Referenzzeitdauer zum Leuchten der Messlichtquelle (261–269; 901–903) darstellen, übermittelt; wobei die Sonde (2; 2A) umfasst: einen zweiten drahtlosen Kommunikator (31); eine Energieversorgung (34), die in eine festgelegte Position bewegbar ist; den Abstandsermittler (332; 72), und den Leuchtregler (333; 723), wobei die Energieversorgung (34) so konfiguriert ist, dass sie die Messlichtquelle (261–269; 901–903), den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (31), den Abstandsermittler (332; 72) und/oder den Leuchtregler (333; 723) mit elektrischer Energie versorgt; und wobei der Leuchtregler (333; 723) so konfiguriert ist, dass er die Referenz-Leuchtzeit-Daten über den zweiten drahtlosen Kommunikator (31) erhält; die Referenz-Leuchtzeit basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand korrigiert; und die Leuchtzeit der Messlichtquelle (261–269; 901–903) basierend auf den Korrekturergebnissen regelt bzw. steuert.
Koordinatenmesssystem nach Anspruch 2, wobei: die Bilderfassungseinrichtung (5) umfasst: einen dritten drahtlosen Kommunikator (61); und einen Messsignalgeber (58), der so konfiguriert ist, dass er das Messsignal über den dritten drahtlosen Kommunikator (61) übermittelt, und die Sonde (2; 2A) einen Abstandsmesser (331) umfasst, der so konfiguriert ist, dass er einen Abstand von der Sonde (2; 2A) zur Bilderfassungseinrichtung (5) misst, und ferner so konfiguriert ist, dass er die Abstandsdaten basierend auf der Signalempfangsstärke des Messsignals in dem zweiten drahtlosen Kommunikator (31) erzeugt bzw. generiert.
Koordinatenmesssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sonde (2) eine Kontakt-Typ-Sonde (2) mit einem Kontaktkopf (28) in einer festgelegten Lagebeziehung zur Messlichtquelle (261–269; 901–903) ist.
Koordinatenmessverfahren unter Nutzung einer Sonde (2; 2A), die mit einer Messlichtquelle (261–269; 901–903) versehen ist und in eine festgelegte Position bewegt werden kann, und eines Positionserfassungsgeräts (4), das Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) empfängt und die Position der Sonde (2; 2A) erfasst bzw. detektiert, wobei das Verfahren umfasst: Konfigurieren des Positionserfassungsgeräts (4) mit einem Bilderfassungsgerät (5) und einer Berechnungssteuereinrichtung (7); Versehen des Bilderfassungsgeräts (4) mit: einem Paar von ersten optischen Systemen (541, 543), die so vorgesehen werden, dass sie voneinander getrennt sind und das Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) auf einer ersten Achse sammeln; einem Paar von ersten Zeilenabtastern bzw. -sensoren (551, 553), die das von dem Paar von ersten optischen Systemen (541, 543) auf der ersten Achse gesammelte Licht empfangen und eine erste Helligkeitsverteilung auf der ersten Achse erfassen; einem zweiten optischen System (542), das Licht aus der Messlichtquelle (261–269; 901–903) auf einer zweiten Achse unter einem von 0° oder 180° verschiedenen Winkel, bevorzugt im Wesentlichen orthogonal zur ersten Achse sammelt; und einem zweiten Zeilenabtaster bzw. -sensor (552), der das von dem zweiten optischen System (542) auf der zweiten Achse gesammelte Licht empfängt und eine zweite Helligkeitsverteilung auf der zweiten Achse erfasst; und Veranlassen, dass eine der Sonde (2; 2A) und der Berechnungssteuereinrichtung (7) Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde (2; 2A) zum Bilderfassungsgerät ermittelt; eine Leuchtzeit der Messlichtquelle (261–269; 901–903) basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt; und Positionsdaten, die die Position der Sonde (2; 2A) darstellen, basierend auf der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung berechnet.
Computerprogrammprodukt, umfassend computerlesbare Anweisungen, die, wenn sie von einem geeigneten System geladen und ausgeführt werden, die Schritte eines Koordinatenmessverfahrens nach Anspruch 5 ausführen.
Sonde (2; 2A), die mit einer Messlichtquelle (261–269; 901–903) versehen ist und in eine festgelegte Position bewegt werden kann, wobei die Sonde (2; 2A) umfasst: einen zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (31), der so konfiguriert ist, dass er drahtlos mit einem mit einer Berechnungssteuereinrichtung (7) verbundenen ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (711) kommunizieren kann; eine Energieversorgung (34), die in eine festgelegte Position bewegbar ist; einen Abstandsermittler (332; 72), der so konfiguriert ist, dass er Abstandsdaten für einen Abstand von der Sonde (2; 2A) zur Bilderfassungseinrichtung (5) ermittelt; und einen Leuchtregler (333; 723), der so konfiguriert ist, dass er eine Leuchtzeit der Messlichtquelle (261–269; 901–903) basierend auf einem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand regelt, wobei: die Energieversorgung (34) so konfiguriert ist, dass sie die Messlichtquelle (261–269; 901–903), den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (31), den Abstandsermittler (332; 72) und den Leuchtregler (333; 723) mit elektrischer Energie versorgt; und der Leuchtregler (333; 723) über den zweiten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (31) Referenz-Leuchtzeit-Daten erhält, die von dem ersten drahtlosen Kommunikationsabschnitt (711) übermittelt wurden und eine Referenzzeitdauer zum Leuchten der Messlichtquelle (261–269; 901–903) darstellen; die Referenz-Leuchtzeit basierend auf dem durch die Abstandsdaten dargestellten Abstand korrigiert; und die Leuchtzeit der Messlichtquelle (261–269; 901–903) basierend auf den Korrekturergebnissen regelt bzw. steuert.
Sonde nach Anspruch 7, wobei die Sonde (2) eine Kontakt-Typ-Sonde (2) mit einem Kontaktkopf (28) in einer festgelegten Lagebeziehung zur Messlichtquelle (261–269; 901–903) ist.