DE102015114715A1

DE102015114715A1 - Method for measuring features on workpieces

Info

Publication number: DE102015114715A1
Application number: DE102015114715.7A
Authority: DE
Inventors: Ralf Christoph; Jörg Siegert
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2015-09-03
Filing date: 2015-09-03
Publication date: 2017-03-09

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erstellung eines Messprogramms zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen an einem Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, wobei durch ein Messprogramm gesteuert mit zumindest einem ersten Sensor Messpunkte am Werkstück aufgenommen werden, wobei die aufzunehmenden Messpunkte durch Auswahl von Bereichen an einem Modell des Werkstücks festgelegt und in das Messprogramm aufgenommen werden. Das Modell wird durch zumindest teilweises Erfassen des Werkstücks mit zumindest einem der Sensoren generiert, wobei ein grobes Modell erstellt wird, das eine Übersicht über das Werkstück bildet, die Werkstücklage beschreibt und zumindest die die Merkmale des Werkstücks aufweisenden Bereiche für eine Auswahl erkennbar macht.The invention relates to a method for generating a measurement program for determining geometric features on a workpiece with a coordinate measuring machine having one or more sensors, being controlled by a measuring program with at least a first sensor measuring points are recorded on the workpiece, wherein the measurement points to be recorded determined by selecting areas on a model of the workpiece and included in the measurement program. The model is generated by at least partially detecting the workpiece with at least one of the sensors, thereby creating a rough model that provides an overview of the workpiece, describes the workpiece position, and at least identifies the areas having the features of the workpiece for selection.

Description

Ein Gegenstand der Anmeldung ist eine Erfindung, die sich auf ein Verfahren zur Messung von geometrischen Merkmalen bzw. Strukturen an einem Werkstück bezieht.An object of the application is an invention which relates to a method for measuring geometric features or structures on a workpiece.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung in einer ersten Ausgestaltung auf ein Verfahren zur Erstellung eines Messprogramms zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen und/oder Strukturen an einem Werkstück.In particular, in a first embodiment, the invention relates to a method for producing a measuring program for determining geometric features and / or structures on a workpiece.

In einer weiteren Ausgestaltung bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Unterstützung der Messung von geometrischen Merkmalen und/oder Strukturen. Die Anmeldung bezieht sich dabei auf ein Verfahren zur Erstellung eines Teiles eines Messprogramms.In a further embodiment, the invention relates to a method for supporting the measurement of geometric features and / or structures. The application relates to a method for creating a part of a measurement program.

Die den beiden Ausgestaltungen zu Grunde liegenden Verfahren können eigenständig, aber auch in Kombination ausgeführt werden.The two methods underlying the methods can be performed independently, but also in combination.

Für die dimensionelle Messung komplexer Geometrien werden verschiedene taktile, taktil-optische, optische oder computertomografische Sensoren verwendet. Bevorzugt werden diese in Koordinatenmessgeräten (KMGs) betrieben, teilweise auch mehrere Sensoren kombiniert in einem Gerät (Multisensor-KMG).For the dimensional measurement of complex geometries, various tactile, tactile-optical, optical or computer tomographic sensors are used. Preferably, these are operated in coordinate measuring machines (CMMs), sometimes also several sensors combined in one device (multi-sensor CMM).

Die Steuerung von KMGs erfolgt in der Regel mit Hilfe von sogenannten Messprogrammen. Diese werden vor der eigentlichen Messung eingelernt und später automatisch abgearbeitet.The control of CMMs is usually done with the help of so-called measurement programs. These are learned before the actual measurement and later processed automatically.

Typische Herangehensweise zur Programmierung von Messprogrammen für Koordinatenmessgeräte ist es, online oder bevorzugt offline anhand einer vorliegenden Oberflächenbeschreibung des zu messenden Werkstücks oder der zu messenden Werkstücke, bevorzugt anhand eines vorhandenen CAD-Modells, die zu messenden Merkmale an dem zu messenden Werkstück auszuwählen und die für die Messung notwendigen Parameter, allgemein die Messstrategie, festzulegen und beispielsweise auch die weitere Verwendung der dann im Messablauf bestimmten Messwerte festzulegen. Hierzu ist es jedoch notwendig, dass eine entsprechende Oberflächenbeschreibung, insbesondere ein CAD-Modell, der Werkstücke vorliegt. Ist dies nicht der Fall, muss die zeitaufwendige und teure Maschinenzeit in Anspruch nehmende Programmierung direkt am Koordinatenmessgerät erfolgen.Typical approach for programming of measuring programs for coordinate measuring machines is online or preferably offline on the basis of a present surface description of the workpiece to be measured or the workpieces to be measured, preferably on the basis of an existing CAD model to select the features to be measured on the workpiece to be measured and the for determine the measurement of necessary parameters, in general the measurement strategy, and for example also determine the further use of the measured values then determined in the measurement process. For this purpose, however, it is necessary that a corresponding surface description, in particular a CAD model, of the workpieces is available. If this is not the case, the time-consuming and expensive machine time consuming programming must be done directly on the coordinate measuring machine.

Grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein komfortables Messen auch von unbekannten Werkstücken, für die also keine Oberflächenbeschreibung, insbesondere kein CAD-Modell vorliegt, zu ermöglichen. Die Aufgabe einer ersten Ausgestaltung ist es dabei, eine schnelle Erzeugung eines Modells, insbesondere Oberflächenmodells, beispielsweise auch in Form eine CAD-Modells, zur Offline bzw. Online-Programmierung der Messung eines Werkstücks auf einem Koordinatenmessgerät, also für die Erstellung eines Messprogramms, zu ermöglichen.A basic object of the present invention is to enable a comfortable measurement even of unknown workpieces, for which there is no surface description, in particular no CAD model. The object of a first embodiment is to rapidly generate a model, in particular a surface model, for example also in the form of a CAD model, for offline or online programming of the measurement of a workpiece on a coordinate measuring machine, ie for the creation of a measuring program enable.

Die Erfindung bezieht sich in ihrer ersten Ausgestaltung auf ein Verfahren zur Erstellung eines Messprogramms zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen und/oder Strukturen an einem Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, wobei durch ein Messprogramm gesteuert mit zumindest einem ersten Sensor Messpunkte am Werkstück, insbesondere der Werkstückoberfläche, aufgenommen werden, wobei die aufzunehmenden Messpunkte und/oder die zu messenden Merkmale, insbesondere Sensoren und/oder die mit Hilfe eines Koordinatenmessgerätes einzustellenden Relativpositionen zwischen Sensoren und Werkstück und/oder weitere einzustellende Messparameter, durch Auswahl von Bereichen an einem Modell des Werkstücks festgelegt und in das Messprogramm aufgenommen werden, vorzugsweise durch einen Bediener festgelegt werden.The invention relates in its first embodiment to a method for creating a measurement program for determining geometric features and / or structures on a workpiece with a coordinate measuring machine having one or more sensors, controlled by a measuring program with at least one first sensor measuring points on Workpiece, in particular the workpiece surface, are recorded, wherein the male measuring points and / or the features to be measured, in particular sensors and / or to be set using a coordinate measuring machine relative positions between sensors and workpiece and / or other measurement parameters to be set by selecting areas on a Model of the workpiece and recorded in the measurement program, preferably be determined by an operator.

Zumindest Aspekte der Aufgaben werden im Wesentlichen durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Modell durch zumindest teilweises Erfassen bzw. Messens des Werkstücks mit zumindest einem der Sensoren, oder zumindest einem weiteren nicht im Koordinatenmessgerät integrierten Sensor, generiert und/oder verbessert wird, wobei ein grobes Modell erstellt oder ein Modell verfeinert wird, das eine Übersicht über das Werkstück bildet, die Werkstücklage beschreibt und zumindest die die Merkmale des Werkstücks aufweisenden Bereiche für eine Auswahl erkennbar macht.At least aspects of the objects are essentially achieved by a method, which is characterized in that the model is generated and / or improved by at least partially detecting or measuring the workpiece with at least one of the sensors, or at least one further sensor not integrated in the coordinate measuring machine by making a rough model or refining a model that provides an overview of the workpiece, describing the workpiece location, and making at least the areas of the workpiece features recognizable for selection.

Das verallgemeinert als Modell bezeichnete Oberflächenmodell wird also zumindest grob erfasst, dies bedeutet, dass die Merkmale bzw. die Lage des Werkstücks bzw. der Merkmale noch mit relativ geringer Genauigkeit, im Vergleich zu einer Messung zur Überprüfung der Toleranzen entsprechender Merkmale, bestimmt wird. Die grobe Bestimmung kann verfeinert werden, indem iterativ in weiteren Schritten mit dem gleichen Sensor oder weiteren Sensoren, wie nachfolgend erläutert, gemessen wird. Das Erkennbarmachen bedeutet, dass entsprechende Bereiche des Werkstücks grafisch für den Benutzer oder in der Software für eine automatische Erkennung derart bereitgestellt werden, dass die einzelnen zu messenden Merkmale ausgewählt werden können.The generalized surface model referred to as a model is therefore at least roughly detected, which means that the features or the position of the workpiece or the features is still determined with relatively low accuracy, compared to a measurement for checking the tolerances of corresponding features. The coarse determination can be refined by measuring iteratively in further steps with the same sensor or other sensors, as explained below. The recognition means that corresponding areas of the workpiece are provided graphically to the user or in the software for automatic recognition such that the individual features to be measured can be selected.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass eine für die Erstellung des Modells verwendete Messung mit geringerer Genauigkeit erfolgt, als zur Überprüfung der den zu messenden Merkmalen zugeordneten Toleranzen notwendig ist. In a further preferred embodiment, the invention provides that a measurement used for the production of the model takes place with a lower accuracy than is necessary for checking the tolerances associated with the features to be measured.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Modell in Bezug auf die Genauigkeit, insbesondere die Genauigkeit der Lage der zu messenden Merkmale, iterativ verbessert wird, durch mehrfache Messung mit dem selben Sensor in einem Messmodus mit verbesserter Genauigkeit wie Auflösung oder einem weiteren, vorzugsweise genaueren, Sensor.According to the invention, it can be provided that the model is iteratively improved with respect to the accuracy, in particular the accuracy of the position of the features to be measured, by multiple measurements with the same sensor in a measurement mode with improved accuracy such as resolution or another, preferably more accurate, Sensor.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Generieren bzw. Verbessern des Modells das Verknüpfen von Messpunkten umfasst und/oder das Erweitern bereits verknüpfter Messpunkte und/oder das Ersetzen bereits verknüpfter Messpunkte geringerer Genauigkeit.An embodiment of the invention provides that the generation or improvement of the model comprises the linking of measuring points and / or the extension of already linked measuring points and / or the replacement of already linked measuring points of lower accuracy.

Erfindungsgemäß kann somit vorgesehen sein, dass aus der Menge der im Koordinatenmessgerät vorhandenen Sensoren automatisch der zur Modellerstellung oder im jeweiligen Iterationsschritt zur Modellverbesserung einzusetzende Sensor und/oder die Anzahl der Iterationsschritte ausgewählt wird, wobei vorzugsweise der im nächsten Iterationsschritt auszuwählende Sensor auf Basis des jeweils vorliegenden Modells festgelegt wird.According to the invention, it can thus be provided that the sensor to be used for model creation or in the respective iteration step for model improvement is automatically selected from the set of sensors present in the coordinate measuring machine and / or the number of iteration steps, preferably the sensor to be selected in the next iteration step based on the respective present one Model is set.

Den entsprechenden Sensoren ist dabei eine Genauigkeit, beispielsweise eine Spezifikation für die Messung allgemein bzw. für die Messung spezieller Merkmale zugeordnet. Zudem sind den Sensoren entsprechende Parameter wie Arbeitsabstand und damit verbunden eine Möglichkeit der Evaluierung, wann eine Kollisionsgefahr besteht, zugeordnet.In this case, an accuracy, for example a specification for the measurement in general or for the measurement of specific features is assigned to the corresponding sensors. In addition, the sensors are assigned corresponding parameters such as working distance and, associated therewith, a possibility of evaluating when a risk of collision exists.

Nach einer besonders bevorzugten Lösung sieht die Erfindung also vor, dass zur Modellerstellung zuerst mit einem Sensor mit geringer Kollisionsgefahr gemessen wird, beispielsweise mit einem berührungslosen wie optischem Sensor mit großem Arbeitsabstand, bevorzugt zumindest einem der folgenden Sensoren:

– Bildverarbeitungssensor,
– Laserabstandsensor nach dem Foucault Prinzip,
– Triangulationssensor,
– Laserliniensensor,
– Photogrammetriesensor,
– Steifenprojektionssensor,
– Stereokamera,
– Stereoskopischer Sensor,
– Lichtfeldkamera, oder beispielsweise mit einem Computertomografiesensor, und in weiteren Iterationsschritten mit einem Sensor mit höherer Kollisionsgefahr und vorzugsweise höherer Genauigkeit gemessen wird, wie beispielsweise optischem Sensor mit geringerem Arbeitsabstand, bevorzugt zumindest einem der folgenden Sensoren:
– Bildverarbeitungssensor
– chromatisch konfokaler Sensor
– Weißlichtinterferometer,
– kurzkohärentes Interferometer,
– Autofokussensor
– Fokusvariationssensor,
– konfokaler Flächensensor, oder beispielsweise berührendem Sensor wie taktilem Sensor, Tastschnittsensor und/oder taktil-optischem Sensor.

According to a particularly preferred solution, the invention thus provides that, for model creation, measurements are first carried out with a sensor with a low risk of collision, for example with a non-contact and optical sensor with a long working distance, preferably at least one of the following sensors:

- image processing sensor,
- Laser distance sensor according to the Foucault principle,
- triangulation sensor,
- laser line sensor,
Photogrammetry sensor,
- Stiff projection sensor,
- stereo camera,
- Stereoscopic sensor,
- Light field camera, or for example with a computed tomography sensor, and is measured in further iteration steps with a sensor with a higher risk of collision and preferably higher accuracy, such as optical sensor with a shorter working distance, preferably at least one of the following sensors:
- Image processing sensor
- Chromatic confocal sensor
- white light interferometer,
Short coherent interferometer,
- Autofocus sensor
- focus variation sensor,
- Confocal surface sensor, or for example touching sensor such as tactile sensor, Tastschnittsensor and / or tactile-optical sensor.

Bevorzugt vorgesehen ist auch, dass anhand des jeweils vorliegenden Modells und der Genauigkeit des Modells ein Bereich von Relativpositionen zwischen Werkstück und jeweiligem Sensor festgelegt wird, innerhalb dessen eine Kollision zwischen dem Werkstück und dem Sensoren erfolgen könnte und vorzugsweise aus der Menge der Sensoren ein Sensor ausgewählt wird, der bei der Erfassung des Werkstücks außerhalb des Kollisionsbereichs verbleibt und bevorzugt einen möglichst großen Abstand zu dem Kollisionsbereich einnimmt.It is also preferably provided that a range of relative positions between the workpiece and the respective sensor is determined on the basis of the respective present model and the accuracy of the model, within which a collision between the workpiece and the sensors could take place and a sensor is preferably selected from the set of sensors is, which remains in the detection of the workpiece outside the collision area and preferably occupies the greatest possible distance to the collision area.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass ein zu verbesserndes Modell einer Datenbank entnommen wird, wobei das Werkstück anhand einer Übersichtsmessung mit einem ungenauen Sensor oder anhand einer Kennung wie Strichcode oder RFID-Tag oder ähnlichem erkannt wird.In a further preferred embodiment, the invention provides that a model to be improved is taken from a database, wherein the workpiece is detected by an overview measurement with an imprecise sensor or by an identifier such as a bar code or RFID tag or the like.

Die Datenbank kann beispielsweise bereits vorhandene CAD-Modelle oder in vorigen Messungen bestimmte Modelle gleicher Werkstücke enthalten. Hierdurch ist es möglich, mit einem oder zumindest wenigen Iterationsschritten bei der groben Bestimmung des Modells bei der aktuellen Messung des Werkstücks abzubrechen und das vollständige Modell aus der Datenbank für die weitere Messung zu verwenden bzw. für die weitere Messprogrammerstellung zu verwenden.For example, the database may contain existing CAD models or models of identical workpieces determined in previous measurements. This makes it possible to abort with one or at least a few iteration steps in the rough determination of the model in the current measurement of the workpiece and to use the complete model from the database for further measurement or to use for further measurement program creation.

Besonders hervorzuheben ist der Gedanke, dass als Abbruchkriterium für die Iteration der Grad der Übereinstimmung des erzeugten Modells mit einem der mehreren in einer Datenbank enthaltenen Modellen herangezogen wird, insbesondere Abweichungen zwischen den Modellen einen Maximalwert unterschreiten.Particularly noteworthy is the idea that is used as a termination criterion for the iteration of the degree of conformity of the model generated with one of the several models contained in a database, in particular deviations between the models below a maximum value.

Kennzeichnend kann auch sein, dass das Modell oder das zu verbessernde Modell ein vernetztes Oberflächenmodell im STL-Format ist und vorzugsweise mittels Computertomografiesensor ermittelt wurde, wobei der Computertomografiesensor bevorzugt in einem Gerät außerhalb des Koordinatenmessgeräts betrieben wird.It can also be characteristic that the model or the model to be improved is a networked surface model in the STL format and was preferably determined by means of a computed tomography sensor, the computed tomography sensor is preferably operated in a device outside of the coordinate measuring machine.

Vorteil bei der Verwendung eines Computertomografiesensors ist beispielsweise, dass mittels einer schnellen Messung eine komplette Erfassung der Werkstückgeometrie, und damit des Modells bzw. Oberflächenmodells möglich ist. Dies ist möglicherweise jedoch nicht mit ausreichend hoher Genauigkeit möglich, es wird also zunächst ein grobes Modell erstellt, das für die nachfolgende Erzeugung des Messprogramms jedoch ausreichend genau ist.An advantage of using a computed tomography sensor is, for example, that a complete measurement of the workpiece geometry, and thus of the model or surface model, is possible by means of a rapid measurement. However, this may not be possible with sufficiently high accuracy, so initially a rough model is created which is sufficiently accurate for the subsequent generation of the measurement program.

Bei der konkreten Erstellung von Messprogrammen ist es notwendig, Messstrategien festzulegen. Hierzu müssen beispielsweise Messpunkte am Werkstück verteilt werden und weitere Parameter für die Messung festgelegt werden.In the concrete creation of measuring programs, it is necessary to define measurement strategies. For this purpose, for example, measuring points must be distributed on the workpiece and further parameters for the measurement must be specified.

Typische Herangehensweise nach dem Stand der Technik ist es, dass für Merkmal und Werkstück die Verteilung der Messpunkte bzw. die Messstrategie separat durch den Bediener eingestellt werden muss. Dies ist recht zeitaufwendig und erfordert einen gut trainierten Bediener.A typical approach according to the prior art is that for feature and workpiece, the distribution of the measurement points or the measurement strategy must be set separately by the operator. This is quite time consuming and requires a well-trained operator.

Grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der zweiten Ausgestaltung ist es daher auch, eine schnelle Auswahl der zu verwendenden Messstrategie zu ermöglichen, insbesondere für schon einmal gemessene Merkmale, zum Beispiel an anderen Werkstücken gemessene Merkmale.It is therefore also a basic object of the present invention in the second embodiment to enable a quick selection of the measuring strategy to be used, in particular for features which have already been measured, for example features measured on other workpieces.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass eine Aufzeichnung der Messstrategie zu gemessenen Merkmalen in einer Datenbank erfolgt und ein automatischer Vorschlag für neu zu messende Merkmale jeweils gleicher Art durchgeführt wird. Bevorzugt erfolgt der Aufbau als Cyberphysisches System, wobei Zugang zu Messstrategien, insbesondere Prüfplänen in beliebigen Medien wie zum Beispiel in einer Cloud vorliegt, die Datenbank muss also nicht Teil des Gerätes selbst sein, sondern es muss nur Zugriff darauf bestehen.To solve the invention provides that a record of the measurement strategy to measured characteristics in a database and an automatic proposal for newly measured features of the same kind is performed. The set-up preferably takes place as a cyber-physical system, whereby access to measurement strategies, in particular test plans, is present in any media, for example in a cloud, the database does not have to be part of the device itself, but only access must be available.

Die Erfindung bezieht sich in seiner zweiten Ausgestaltung auf ein Verfahren zur Erstellung eines Teiles eines Messprogramms zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen und/oder Strukturen an einem Werkstück mit einem Koordinatenmessgerät, das einen oder mehrere Sensoren aufweist, wobei durch ein Messprogramm gesteuert mit zumindest einem ersten Sensor Messpunkte am Werkstück, insbesondere der Werkstückoberfläche, aufgenommen werden.In its second embodiment, the invention relates to a method for producing a part of a measuring program for determining geometric features and / or structures on a workpiece with a coordinate measuring machine having one or more sensors, controlled by a measuring program having at least one first sensor Measuring points on the workpiece, in particular the workpiece surface, are recorded.

Zumindest Aspekte der Aufgaben werden im Wesentlichen auch durch ein Verfahren gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass eine oder mehrere zur Messung eines Merkmals anzuwendenden Messstrategien automatisch anhand der Erkennung der Art des jeweiligen Merkmals zur Auswahl vorgeschlagen werden oder eine Messstrategie automatisch abgearbeitet wird, wobei der Art des Merkmals zugeordnete Messstrategie bzw. Messstrategien einer Datenbank entnommen werden.At least aspects of the tasks are essentially also solved by a method which is characterized in that one or more measuring strategies to be used for measuring a feature are automatically proposed for selection on the basis of the recognition of the type of the respective feature or a measuring strategy is automatically executed Type of feature associated measurement strategy or measurement strategies are taken from a database.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Erkennung der Art des jeweils zu messenden Merkmals durch Bedienereingabe und/oder anhand eines dem Werkstück zugeordneten, bereits vorhandenen Modells wie CAD-Modells oder anhand eines nach dem Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10 entsprechend der ersten Ausgestaltung der Erfindung bestimmten Modells erfolgt.In a further preferred embodiment, the invention provides that the recognition of the type of the respective feature to be measured by operator input and / or based on an already existing model associated with the workpiece, such as CAD model or by a method according to at least one of claims to 10 according to the first embodiment of the invention certain model takes place.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Menge der zur Messung geeigneten Merkmale durch Zerlegung des anhand eines Modells erkannten Werkstücks in die Merkmale erfolgt.According to the invention, provision may be made for the quantity of the features suitable for the measurement to be carried out by decomposing the workpiece identified by means of a model into the features.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Messstrategie zumindest einen der Parameter:

– räumliche Verteilung der Messpunkte, insbesondere Anzahl und Lage der Messpunkte oder Messlinien, bzw. zu messenden Abschnitte,
– zu verwendender Sensor,
– Position des Sensors relativ zum Werkstück bei der Aufnahme der Messpunkte,
– zu verwendende Dreh- und/oder Schwenkstellung des Sensors und/oder Werkstücks,
– beim Einsatz optischer Sensoren zu verwendende Beleuchtung, insbesondere Art der Beleuchtung wie Durchlicht, Hellfeldauflicht, Dunkelfeldauflicht, Beleuchtungsstärke, Beleuchtungsrichtung bei Dunkelfeldauflicht, Wellenlängenbereich und/oder Beleuchtungsmuster, und/oder beim Einsatz optischer Sensoren zu verwendende Integrationszeit und/oder Bildaufnahmefrequenz bzw. Bildabfolge und/oder Bildüberlagerung,
– Art des auszuwertenden Geometrieprimitivs wie Punkt, Gerade, Kreis, Ebene, Zylinder, Kegel, Kugel, Torus, usw.,
– Auswertealgorithmus wie Ausgleichsalgorithmus oder Einpassungsalgorithmus, beispielsweise Gauss-Einpassung oder Einpassung in Toleranzzonen oder Einpassung unter Berücksichtigung einer Maximum-Material-Bedingung

umfasst.An embodiment of the invention provides that the measurement strategy at least one of the parameters:

Spatial distribution of the measuring points, in particular number and position of the measuring points or measuring lines, or sections to be measured,
- sensor to be used,
Position of the sensor relative to the workpiece when recording the measuring points,
To be used rotational and / or pivotal position of the sensor and / or workpiece,
- Lighting to be used in the use of optical sensors, in particular the type of illumination such as transmitted light, bright field illumination, darkfield incident light, illuminance, illumination direction in dark field reflected light, wavelength range and / or illumination pattern, and / or integration time to be used when using optical sensors and / or image acquisition frequency or image sequence and / or image overlay,
- Type of geometric primitive to be evaluated, such as point, line, circle, plane, cylinder, cone, sphere, torus, etc.,
- Evaluation algorithm such as compensation algorithm or fitting algorithm, for example Gaussian fitting or fitting in tolerance zones or fitting in consideration of a maximum material condition

includes.

Erfindungsgemäß kann somit vorgesehen sein, dass der Sensor auf Basis der zu erzielenden Genauigkeit automatisch vorgeschlagen oder ausgewählt wird, wobei die Genauigkeit vorzugsweise aus der Toleranz des zu messenden Merkmals abgeleitet wird.According to the invention, it can thus be provided that the sensor is automatically proposed or selected on the basis of the accuracy to be achieved, wherein the accuracy is preferably derived from the tolerance of the feature to be measured.

Nach einer besonders bevorzugten Lösung sieht die Erfindung also vor, dass die Datenbank um die ausgewählten Messstrategien jeweils gemessener Merkmale laufend erweitert wird und diese Messstrategien für die Messung weiterer Merkmale am gleichen oder weiteren Werkstücken zur Auswahl zur Verfügung gestellt werden.According to a particularly preferred solution, the invention thus provides for the database to be continuously expanded by the selected measurement strategies of respectively measured features, and these measurement strategies for the measurement of further features on the same or further workpieces to be made available for selection.

Bevorzugt vorgesehen ist auch, dass die Datenbank auf einem Speicherort außerhalb des Koordinatenmessgerätes, bzw. der dem Koordinatenmessgerät zugeordneten Recheneinheit wie Computer, gespeichert ist, wie beispielsweise in einer sogenannten Cloud, wobei das Koordinatenmessgerät Zugriff auf den Speicherort hat, Koordinatenmessgerät und Datenbank insbesondere Teil eines sogenannten Cyberphysischen Systems sind.It is also preferably provided that the database is stored in a storage location outside the coordinate measuring machine or the coordinate measuring machine associated computer such as computer, such as in a so-called cloud, the coordinate measuring machine has access to the storage location, coordinate measuring machine and database in particular part of so-called cyberphysical system.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, dass die Datenbank neben den Messstrategien Prüfpläne und gegebenenfalls weitere dem Werkstück zugeordnete Informationen enthält.In a further preferred embodiment, the invention provides that the database contains, in addition to the measurement strategies, test plans and optionally further information associated with the workpiece.

Besonders hervorzuheben ist der Gedanke, dass die Messstrategien für mehrere Merkmale in Reihenfolge und Sensorauswahl optimiert werden, beispielsweise zunächst alle mit einem Sensor messbaren Merkmale gemessen werden und anschließend alle mit dem nächsten Sensor messbaren Merkmale gemessen werden und so weiter.Particularly noteworthy is the idea that the measurement strategies for several features are optimized in order and sensor selection, for example, first all measured with a sensor characteristics are measured and then all measurable with the next sensor features are measured and so on.

Kennzeichnend kann auch sein, dass die Auswahl und gegebenenfalls Abwahl der vorgeschlagenen Messstrategie bzw. Messstrategien und/oder Änderungen an der Messstrategie, insbesondere Änderungen des vorgeschlagenen Sensors, durch den Bediener in Abhängigkeit der Berechtigungen des Bedieners beschränkt werden.It can also be characteristic that the selection and, if appropriate, deselection of the proposed measurement strategy or measurement strategies and / or changes to the measurement strategy, in particular changes in the proposed sensor, are limited by the operator as a function of the authorizations of the operator.

Die den Ansprüchen zu entnehmenden Merkmale können gegebenenfalls beliebig kombiniert werden, und zwar unabhängig von den in den Ansprüchen berücksichtigten Rückbeziehungen.The features to be taken from the claims may optionally be combined as desired, regardless of the relationships considered in the claims.

Claims

A method for creating a measuring program for determining geometric features and / or structures on a workpiece with a coordinate measuring machine having one or more sensors, being controlled by a measuring program with at least a first sensor measuring points on the workpiece, in particular the workpiece surface, are recorded the measurement points to be recorded and / or the features to be measured, in particular sensors and / or the relative positions between sensors and workpiece and / or further measurement parameters to be set with the aid of a coordinate measuring machine, are determined by selecting regions on a model of the workpiece and recorded in the measurement program , are preferably determined by an operator, characterized in that the model by at least partially detecting or measuring the workpiece with at least one of the sensors, or at least one other not integrated in the coordinate measuring machine sensor, is generated, wherein a rough model is created and, where appropriate, the rough model is refined, wherein the rough model or the refined model provides an overview of the workpiece, the workpiece position describes and at least the features of the workpiece having areas for selection makes recognizable.

A method according to claim 1, characterized in that a measurement used for the creation of the model is carried out with lower accuracy than is necessary for checking the tolerances associated with the measured features.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the model is iteratively improved with respect to the accuracy, in particular the accuracy of the position of the features to be measured, by multiple measurements with the same sensor in a measuring mode with improved accuracy such as resolution or another, preferably more accurate, sensor.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the generation or improvement of the model comprises the linking of measuring points and / or the extension of already linked measuring points and / or the replacement of already linked measuring points of lower accuracy.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the sensor to be used for model creation or in the respective iteration step for model improvement is automatically selected from the set of sensors present in the coordinate measuring machine and / or the number of iteration steps, preferably the sensor to be selected in the next iteration step determined on the basis of the respective model.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the model is first measured with a sensor with low risk of collision, for example with a non-contact and optical sensor with a long working distance, preferably at least one of the following sensors: - image processing sensor, - laser distance sensor according to Foucault Principle, - Triangulationssensor, - Laser line sensor, - Photogrammetriesensor, - Stereprojection sensor, - Stereocamera, - Stereoscopic sensor, - light field camera, or for example with a computed tomography sensor, and is measured in further iteration steps with a sensor with a higher collision risk and preferably higher accuracy, such as optical sensor with a shorter working distance, preferably at least one of the following sensors: image processing sensor chromatic confocal sensor white light interferometer short-coherent interferometer autofocus sensor focus variation sensor confocal area sensor or for example touching sensor such as tactile sensor, touch-scan sensor and / or tactile-optical sensor.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the basis of the respectively present model and the accuracy of the model, a range of relative positions between the workpiece and the respective sensor is determined, within which a collision between the workpiece and the sensors could take place and preferably from Amount of sensors, a sensor is selected, which remains in the detection of the workpiece outside the collision area and wherein preferably the sensor is used, which occupies the greatest distance to the collision area.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a model to be improved is taken from a database, wherein the workpiece is detected by an overview measurement with an imprecise sensor or by an identifier such as a bar code or RFID tag or the like.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the degree of coincidence of the generated model with one of the several models contained in a database is used as termination criterion for the iteration, in particular deviations between the models fall below a maximum value.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the model or the model to be improved is a networked surface model in STL format and was preferably determined by means of computed tomography sensor, wherein the computed tomography sensor is preferably operated in a device outside the coordinate measuring machine.

Method for creating a part of a measuring program for the determination of geometric features and / or structures on a workpiece with a coordinate measuring machine having one or more sensors, being detected by a measuring program controlled by at least one first sensor measuring points on the workpiece, in particular the workpiece surface , wherein one or more applicable for measuring a characteristic measurement strategies are automatically suggested based on the detection of the type of each feature to select or a measurement strategy is automatically processed, wherein the type of the feature associated with the measurement strategy and measuring strategies are taken from a database.

A method according to claim 11, characterized in that the detection of the type of each feature to be measured by operator input and / or based on the workpiece assigned, already existing model such as CAD model or based on a method according to at least one of claims 1 to 10 specific model.

A method according to claim 11 or 12, characterized in that the amount of the measurement suitable features by decomposition of the detected by a model workpiece is carried out in the features.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 13, characterized in that the measuring strategy at least one of the parameters: - spatial distribution of the measuring points, in particular number and position of the measuring points or measuring lines, or sections to be measured, - sensor to be used, - position the sensor relative to the workpiece during the recording of the measuring points, the rotation and / or pivoting position of the sensor and / or workpiece to be used, illumination to be used when using optical sensors, in particular the type of illumination such as transmitted light, brightfield incident light, darkfield incident light, illuminance, illumination direction in the case of dark field incident light, wavelength range and / or illumination pattern, and / or integration time and / or image acquisition frequency or image sequence and / or image overlay to be used when using optical sensors, - Type of geometric primitive to be evaluated such as point, line, circle, plane, cylinder, cone, sphere, torus, etc., - Evaluation algorithm such as compensation algorithm or fitting algorithm, for example Gaussian fitting or fitting in tolerance zones or fitting in consideration of a maximum material condition includes.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 14, characterized in that the sensor is automatically proposed or selected on the basis of the accuracy to be achieved, wherein the accuracy is preferably derived from the tolerance of the characteristic to be measured.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 15, characterized in that the database is continuously extended by the selected measurement strategies of respectively measured features and these measurement strategies for the measurement of further features on the same or further workpieces are made available for selection.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 16, characterized in that the database is stored in a storage location outside the coordinate measuring machine, or the coordinate measuring machine associated computing unit such as computer, such as in a so-called cloud, the coordinate measuring machine access to the Storage location, coordinate measuring machine and database are in particular part of a so-called cyberphysical system.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 17, characterized in that the database contains, in addition to the measuring strategies, test plans and optionally further information associated with the workpiece.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 18, characterized in that the measurement strategies for several features are optimized in order and sensor selection, for example, first all measured with a sensor characteristics are measured and then all measurable with the next sensor features are measured and so further.

Method according to at least one of the preceding claims 11 to 19, characterized in that the selection and optionally deselection of the proposed measurement strategy or measurement strategies and / or changes to the measurement strategy, in particular changes of the proposed sensor, limited by the operator depending on the authorizations of the operator become.