DE102019105766A1

DE102019105766A1 - Coordinate measuring machine and coordinate measuring machine sensor and method for operating the same

Info

Publication number: DE102019105766A1
Application number: DE102019105766.3A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2019-03-07
Publication date: 2019-09-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät (1) mit zumindest einem optischen Sensor (2), der zumindest eine Optik (3), einen Bildverarbeitungssensor (4), ausgebildet zur Messung der lateralen Position wenigstens eines Lichtfleckes, Lichtpunkts, Kontrastübergangs und/oder einer Kante einer ersten Marke (IIa, 11b) und/oder Werkstücks (15), und einen optischen Abstandsensor (5), ausgebildet zur Messung des Abstandes zu einer zweiten Marke (14) und/oder zu einer Oberfläche eines Werkstücks (15), aufweist. Die Optik (3) weist zur Verstellung des Arbeitsabstandes (7, 7a, 7b, 8) zumindest ein einzelnes in seiner Brennweite einstellbares optisches Element (6) auf, welches bevorzugt eine Flüssiglinse (6) ist, wobei dieses optische Element (6) ausgebildet ist, zumindest einen ersten (7, 7a, 7b) und einen zweiten Arbeitsabstand (8) einzustellen, und wobei vorzugsweise der erste Arbeitsabstand (7, 7a, 7b) größer als der zweite Arbeitsabstand (8) einstellbar ist.

The invention relates to a coordinate measuring machine (1) with at least one optical sensor (2) comprising at least one optical system (3), an image processing sensor (4) designed to measure the lateral position of at least one light spot, light spot, contrast transition and / or one Edge of a first mark (IIa, 11b) and / or workpiece (15), and an optical distance sensor (5) designed to measure the distance to a second mark (14) and / or to a surface of a workpiece (15) , The optical system (3) has at least one individual focal length-adjustable optical element (6) for adjusting the working distance (7, 7a, 7b, 8), which is preferably a liquid lens (6), this optical element (6) being formed is to set at least a first (7, 7a, 7b) and a second working distance (8), and wherein preferably the first working distance (7, 7a, 7b) is greater than the second working distance (8) adjustable.

Description

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur dimensionellen Messung von Werkstücken mit einem Koordinatenmessgerät mit einem optischen Sensor.The subject matter of an independent invention is a method and a device for the dimensional measurement of workpieces with a coordinate measuring machine with an optical sensor.

Bei den bekannten Verfahren zur optischen Erfassung der Oberfläche von Werkstücken für die Messungen von Messpunkten zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen im Sinne einer dimensionellen Messung werden unterschiedliche optische Sensoren eingesetzt. Um flexibel Messen zu können, sind Sensoren bekannt, deren Optik einen einstellbaren Arbeitsabstand aufweisen. In der EP1071922A1 der Anmelderin wird dies beispielhaft durch Verschieben von Linsengruppen erreicht. Die dabei erzeugbare Umschaltgeschwindigkeit ist durch die mechanische Linsenverschiebung begrenzt.In the known methods for the optical detection of the surface of workpieces for the measurements of measuring points for the determination of geometric features in the sense of a dimensional measurement different optical sensors are used. In order to be able to measure flexibly, sensors are known whose optics have an adjustable working distance. In the EP1071922A1 The Applicant is achieved by moving lens groups by way of example. The switching speed that can be generated is limited by the mechanical lens shift.

Des Weiteren sind taktil-optische Messverfahren mit einem Tastervorsatz bekannt, bei denen die beim Berühren eines Werkstücks erzeugte Auslenkung eines von einer Tasterverlängerung ausgehenden Antastelementes direkt oder indirekt in allen drei Raumrichtungen durch optische Sensoren ermittelt werden. Eine beispielhafte Ausführung wird in der WO2011064339 der Anmelderin beschrieben. Nachteilig hierbei ist, dass der Arbeitsabstand zur Messung der lateralen Auslenkung (x, y - Richtung) und der vertikalen Auslenkung (z - Richtung) unterschiedlich ist, da mit dem Bildverarbeitungssensor erfasstes Antastformelement (hier auch Antastelement genannt) bzw. Marke und mit dem Abstandsensor erfasste weitere Marke, beispielsweise oberes, der Optik des optischen Sensors zugewandtes Ende der Tasterverlängerung baulich bedingt in unterschiedlichen Abständen zum optischen Sensor angeordnet sind. Hierdurch sind aufwändige bauliche Maßnahmen zu ergreifen, um mit der identischen Frontoptik gleichzeitig unterschiedliche Arbeitsabstände für Bildverarbeitungssensor und Abstandsensor zu erzeugen. Hierbei treten zudem Messabweichungen auf, da die gleichzeitige Optimierung der Abbildungen beider Sensoren nicht möglich ist.Furthermore, tactile-optical measuring methods with a stylus attachment are known, in which the deflection of a probe element extending from a probe extension when touching a workpiece is determined directly or indirectly in all three spatial directions by optical sensors. An exemplary embodiment is described in the applicant's WO2011064339. The disadvantage here is that the working distance for measuring the lateral deflection ( x . y - Direction) and the vertical deflection ( z - Direction) is different, since arranged with the image processing sensor Antastformelement (also called probing element) or brand and detected with the distance sensor further mark, for example, upper optics of the optical sensor facing the end of the probe extension structurally arranged at different distances to the optical sensor are. As a result, complex structural measures are to be taken in order to simultaneously generate different working distances for image processing sensor and distance sensor with the identical front optics. In addition, measurement deviations occur because the simultaneous optimization of the images of both sensors is not possible.

Eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen optischen Sensor zur Verfügung zu stellen, der es erlaubt, mit hoher Geschwindigkeit den Arbeitsabstand umzuschalten.Therefore, a first object of the present invention is to provide an optical sensor which allows the working distance to be switched at high speed.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die baulich vereinfachte und genaue Messung nach einem taktil-optischen Messprinzip durchzuführen, bei dem Messpunkte erzeugt werden, indem die Messdaten eines Bildverarbeitungssensors und eines Abstandsensors kombiniert werden, die zur Bestimmung der Position bzw. Auslenkung eines Tastervorsatzes mit einer Tasterverlängerung beim Berühren des zu messenden Werkstücks bestimmt sind.Another object of the invention is to perform the structurally simplified and accurate measurement according to a tactile-optical measuring principle, are generated in the measuring points by the measurement data of an image processing sensor and a distance sensor are combined with the determination of the position or deflection of a stylus intent a probe extension when touching the workpiece to be measured are determined.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass ein Koordinatenmessgerät mit einem optischen Sensor derart ausgestaltet ist, dass die Optik des optischen Sensors ein einzelnes optisches Element wie Linse aufweist, dessen Brennweite einstellbar ist. Bevorzugt wird hierfür eine Flüssiglinse eingesetzt, die insbesondere ermöglicht, einen geänderten Arbeitsabstand dauerhaft und konstruktiv wie regelungstechnisch mit einfachen Mitteln im Vergleich zu modulierten, beispielsweise akustisch modulierten sogenannten TAG-Linsen (tunable acoustic gradient index of refraction lens) der Firma TAG Optics Inc.(P.O. Box 1572, Princeton, NJ, 08542) einzustellen. Die Formulierung „einzelnes optisches Element“ soll ausdrücken, dass die Einstellung nicht durch die mechanische Verschiebung zweier Elemente wie Linsen zueinander erfolgen soll, sondern ein einzelnes Element wie Linse so manipuliert wird, dass dessen Brennweite verändert wird. Dies schließt nicht aus, dass zusätzlich auch eine Verschiebung der Linse vorgesehen sein kann, um beispielsweise einen veränderten Arbeitsabstand und/oder eine veränderte Zoomstufe voreinzustellen, von dem bzw. der ausgehend dann die Veränderung des Arbeitsabstandes durch Veränderung der Brennweite des besagten optischen Elementes erfolgt.To solve the invention provides that a coordinate measuring machine with an optical sensor is designed such that the optics of the optical sensor has a single optical element such as lens, whose focal length is adjustable. For this purpose, a liquid lens is preferably used which in particular makes it possible to use a modified working distance permanently and structurally as well as control technology with simple means compared to modulated, for example acoustically modulated so-called TAG lenses (TAG Optics Inc.) ( PO Box 1572, Princeton, NJ, 08542). The phrase "single optical element" is intended to express that the adjustment should not be by the mechanical displacement of two elements such as lenses to each other, but a single element such as lens is manipulated so that its focal length is changed. This does not exclude that, in addition, a shift of the lens may be provided to preset, for example, a modified working distance and / or a changed zoom level, from which or from which then the change of the working distance by changing the focal length of said optical element takes place.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Koordinatenmessgerät mit zumindest einem optischen Sensor vor, wobei der optische Sensor zumindest eine Optik, einen Bildverarbeitungssensor, ausgebildet zur Messung der lateralen Position (x- und y-Richtung) wenigstens eines Lichtfleckes, Lichtpunkts, Kontrastübergangs und/oder einer Kante einer ersten Marke und/oder Werkstücks, und einen optischen Abstandsensor, ausgebildet zur Messung des Abstandes (z-Richtung) zu einer zweiten Marke und/oder zu einer Oberfläche eines Werkstücks, aufweist, dass sich dadurch auszeichnet, dass die Optik zur Verstellung des Arbeitsabstandes zumindest ein einzelnes in seiner Brennweite einstellbares optisches Element aufweist, welches bevorzugt eine Flüssiglinse ist, und dass dieses optische Element ausgebildet ist, zumindest einen ersten und einen zweiten Arbeitsabstand einzustellen, wobei vorzugsweise der erste Arbeitsabstand größer als der zweite Arbeitsabstand einstellbar ist.The invention provides for solving a coordinate measuring machine with at least one optical sensor, wherein the optical sensor at least one optics, an image processing sensor, designed for measuring the lateral position ( x - and y Direction) of at least one light spot, light spot, contrast transition and / or an edge of a first mark and / or workpiece, and an optical distance sensor, designed to measure the distance ( z Direction) to a second mark and / or to a surface of a workpiece, characterized in that the optical system for adjusting the working distance has at least one individual focal length-adjustable optical element, which is preferably a liquid lens, and that this optical element is configured to set at least a first and a second working distance, wherein preferably the first working distance is greater than the second working distance adjustable.

Der im vorherigen Absatz genannte optische Abstandsensor kann auch entfallen, so dass nach einer unabhängigen Idee der Erfindung auch vorgesehen ist, den optischen Sensor lediglich zumindest mit der Optik und dem Bildverarbeitungssensor auszustatten, wobei die Optik das zuvor genannte in seiner Brennweite einstellbare optische Element aufweist. Vorteilhaft kann so schnell zwischen mehreren Arbeitsabständen umgeschaltet werden, ohne dass eine mechanische Bewegung von Linsen der Optik in Richtung der optischen Achse notwendig ist. Die Umschaltung erfolgt dann lediglich durch die Ansteuerung des vorteilhaft als Flüssiglinse ausgeführten optischen Elements. Eine weitere unabhängige Idee der vorliegenden Erfindung ist auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben des optischen Sensors zur Messung mit dem Bildverarbeitungssensor in einstellbarem Arbeitsabstand bzw. einstellbaren Arbeitsabständen.The optical distance sensor mentioned in the previous paragraph can also be dispensed with, so that it is also provided according to an independent idea of the invention to provide the optical sensor only with at least the optics and the image processing sensor, the optics having the aforesaid optical element adjustable in its focal length. Advantageously, it is possible to switch over between several working distances as quickly as possible without mechanical movement of lenses of the optics in the direction of the optical axis being necessary. The switching then takes place only by the control of the advantageous designed as a liquid lens optical element. Another independent idea of the present invention is also a corresponding method for operating the optical sensor for measurement with the image processing sensor at an adjustable working distance or adjustable working distances.

Um den vorgenannten erfindungsgemäß weitergebildeten optischen Sensor für eine taktil-optische Messung einzusetzen, sieht die Erfindung vor, dass vor dem distalen Ende des optischen Sensors, also zwischen einer Frontoptik und dem zu messenden Werkstück ein Tastervorsatz angeordnet wird. Zur Bestimmung der lateralen Auslenkung (x- und y-Richtung) des Antastformelementes oder einer diesem zugeordneten ersten Marke bei Berührung eines Antastelementes, welches ausgeht von einer Tasterverlängerung des Tastervorsatzes, mit dem Werkstück, wird der Bildverarbeitungssensor bei Einstellung eines ersten Arbeitsabstandes eingesetzt, und zur Bestimmung der vertikalen Auslenkung (z-Richtung) des Antastformelementes erfasst der Abstandsensor eine zweite von der Tasterverlängerung ausgehende Marke bei Einstellung eines zweiten Arbeitsabstandes. Hierzu ist vorgesehen, zwischen den beiden Arbeitsabständen abwechselnd umzuschalten und entsprechend abwechselnd synchronisiert mit der Umschaltung, mit den beiden Sensoren zu messen und die Ergebnisse zu Messpunkten (3D-Koordinaten) jeweils zu kombinieren.In order to use the aforementioned optical sensor developed according to the invention for a tactile-optical measurement, the invention provides that a stylus attachment is arranged in front of the distal end of the optical sensor, that is, between a front optic and the workpiece to be measured. For determining the lateral deflection ( x - and y Direction) of the probe form element or a first mark associated therewith when a probe element, which originates from a stylus extension of the stylus tip, with the workpiece, the image processing sensor is used when setting a first working distance, and for determining the vertical deflection ( z Direction) of the sensing element detects the distance sensor, a second emanating from the probe extension mark when setting a second working distance. For this purpose, it is provided to alternately switch between the two working distances and accordingly alternately synchronized with the switching, to measure with the two sensors and to combine the results to measuring points (3D coordinates) in each case.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung also auch dadurch aus, dass das Koordinatenmessgerät zumindest einen vor dem distalen Ende der Optik des optischen Sensors anbringbaren Tastervorsatz aufweist, der zumindest aufweist eine biegeelastische Tasterverlängerung, vorzugsweise ausgebildet als flexible Faser, ein am distalen Ende der Tasterverlängerung angebrachtes Antastelement und zumindest eine optisch erfassbare Struktur, wobei eine erste optisch erfassbare Struktur zwischen Antastelement und distalem Ende der Optik an der Tasterverlängerung angebracht ist, die vorzugsweise durch das obere, der Optik zugewandte Ende der Tasterverlängerung gebildet wird, besonders bevorzugt durch das obere, der Optik zugewandte Ende der flexiblen Faser gebildet wird, und vorzugsweise eine zweite optisch erfassbare Struktur zwischen dem Antastelement und der ersten optisch erfassbaren Struktur an der Tasterverlängerung angebracht ist, die vorzugsweise durch eine Verdickung der Tasterverlängerung gebildet wird, und wobei die erste Marke gebildet wird durch das Antastelement oder die zweite Struktur und so angeordnet ist, dass sie mit dem Bildverarbeitungssensor bei Einstellung des ersten Arbeitsabstandes erfassbar ist, und wobei die zweite Marke gebildet wird durch die erste Struktur und so angeordnet ist, dass sie mit dem Abstandsensor bei Einstellung des zweiten Arbeitsabstandes erfassbar ist.In particular, the invention is thus also characterized in that the coordinate measuring machine has at least one attachable front of the distal end of the optics of the optical sensor stylus attachment, which has at least a flexurally elastic stylus extension, preferably formed as a flexible fiber, attached to the distal end of the stylus extension probe element and at least one optically detectable structure, wherein a first optically detectable structure between the probing element and the distal end of the optics is attached to the stylus extension, which is preferably formed by the upper, the optics facing end of the probe extension, particularly preferably by the upper, the optics facing end the flexible fiber is formed, and preferably a second optically detectable structure between the probe element and the first optically detectable structure is attached to the probe extension, preferably by a thickening of the probeverlängerun g is formed, and wherein the first mark is formed by the sensing element or the second structure and arranged so that it is detectable with the image processing sensor at the setting of the first working distance, and wherein the second mark is formed by the first structure and arranged is that it can be detected with the distance sensor when setting the second working distance.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Tastervorsatz einen Halter aufweist, der die Tasterverlängerung mit dem Koordinatenmessgerät, insbesondere mit dem optischen Sensor verbindet, wobei der Halter ein in z-Richtung elastisches und für den Strahlengang des optischen Sensors, insbesondere des Bildverarbeitungssensor zumindest teilweise durchdringbares Halteelement aufweist, besonders bevorzugt dadurch, dass das Halteelement transparent ist oder dass das Halteelement in Bezug auf den ersten Arbeitsabstand in einer defokussierten Position angeordnet ist und Ausbrüche aufweist.Preferably, it is provided that the stylus attachment has a holder which connects the stylus extension with the coordinate measuring machine, in particular with the optical sensor, wherein the holder is a in z Direction elastic and for the beam path of the optical sensor, in particular the image processing sensor at least partially penetrable holding element, particularly preferably characterized in that the holding element is transparent or that the holding element is arranged in relation to the first working distance in a defocused position and has cutouts.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das optische Element ausgebildet ist, abwechselnd zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsabstand umzuschalten, wobei eine Synchronisationseinrichtung ausgebildet ist, mit der Umschaltung synchronisiert abwechselnd die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor und dem Abstandsensor anzusteuern.In particular, the invention is characterized in that the optical element is designed to alternately switch between the first and second working distance, wherein a synchronization device is formed, synchronized with the switch alternately to drive the measurement with the image processing sensor and the distance sensor.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass das optische Element ausgebildet ist, mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 200 Hz zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsabstand oder eine Folge unterschiedlicher Arbeitsabstände umzuschalten.Preferably, the invention provides that the optical element is designed to switch at a frequency between 10 Hz and 200 Hz between the first and second working distance or a sequence of different working distances.

Hierzu ist das optische Element besonders bevorzugt als Flüssiglinse ausgebildet. Die Umschaltung des Arbeitsabstandes erfolgt nicht zwingend kontinuierlich über einen Bereich von Arbeitsabständen, vielmehr werden Messungen nur schrittweise in vorgegebenen diskreten Arbeitsabständen durchgeführt, welche entsprechend schrittweise eingestellt werden.For this purpose, the optical element is particularly preferably designed as a liquid lens. The switching of the working distance is not necessarily continuous over a range of working distances, but rather measurements are carried out only gradually in predetermined discrete working distances, which are set accordingly stepwise.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Optik als Optik mit festem Abbildungsmaßstab oder als Zoomoptik, vorzugsweise mit vom Arbeitsabstand unabhängig einstellbarem Abbildungsmaßstab, ausgebildet ist.It should also be emphasized that the optics is designed as optics with fixed magnification or as zoom optics, preferably with magnification that can be set independently of the working distance.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Abstandsensor als ein Foucaultsensor, chromatischer, chromatisch konfokaler, konfokaler oder interferometrischer Sensor ausgebildet ist, vorzugsweise mehrere Abstandsensoren im optischen Sensor und/oder im Koordinatenmessgerät integriert sind.The invention is also characterized in that the distance sensor is designed as a focus sensor, chromatic, chromatic confocal, confocal or interferometric sensor, preferably a plurality of distance sensors are integrated in the optical sensor and / or in the coordinate measuring machine.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der optische Sensor ausgebildet ist, wahlweise erste und/oder zweite Marke und Oberfläche eines Werkstücks direkt zu erfassen. Insbesondere sind der Bildverarbeitungssensor und auch der Abstandsensor ausgebildet, wahlweise eine Marke und die Oberfläche eines Werkstücks zu erfassen.In particular, the invention is characterized in that the optical sensor is designed to selectively detect first and / or second mark and surface of a workpiece directly. In particular, the image processing sensor and also the distance sensor are designed to selectively detect a mark and the surface of a workpiece.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass der Bildverarbeitungssensor als Fokusvariationssensor oder Autofokussensor betreibbar ist, wobei das optische Element ausgebildet ist, eine Vielzahl (Folge) von Arbeitsabständen nacheinander einzustellen und die Synchronisationseinrichtung ausgebildet ist, mit der Umschaltung synchronisiert die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor anzusteuern. According to a particularly noteworthy proposal, it is provided that the image processing sensor is operable as Fokusvariationssensor or autofocus sensor, wherein the optical element is adapted to set a plurality (succession) of working distances in succession and the synchronization device is designed to control synchronized with the switching the measurement with the image processing sensor ,

Auch hier ist die Verstellung des Arbeitsabstandes nicht zwingend kontinuierlich, sondern kann stufenweise erfolgen. Vorteilhaft ändert sich dadurch je Stufe der Folge der Arbeitsabstand während der Bildaufnahme mit dem Bildverarbeitungssensors nicht, wodurch besonders genau gemessen wird. Alternativ sind aber auch die kontinuierliche Verstellung des Arbeitsabstandes und damit die Bildaufnahme während der Änderung des Arbeitsabstandes erfindungsgemäß vorgesehen.Again, the adjustment of the working distance is not necessarily continuous, but can be done gradually. Advantageously, this does not change the stage of the sequence of working distance during image acquisition with the image processing sensor, which is measured very accurately. Alternatively, however, the continuous adjustment of the working distance and thus the image recording during the change of the working distance are provided according to the invention.

Zur Lösung sieht die Erfindung auch ein Verfahren zur dimensionellen Messung von Merkmalen an einem Werkstück durch Ermittlung von Messpunkten mit einem Koordinatenmessgerät mit zumindest einem optischen Sensor vor, wobei der optische Sensor zumindest eine Optik, einen Bildverarbeitungssensor zur Erfassung der lateralen Position (x- und y-Richtung) wenigstens eines Lichtfleckes, Lichtpunkts, Kontrastübergangs und/oder einer Kante einer ersten Marke und/oder Werkstücks, und einen optischen Abstandsensor zur Messung des Abstandes (z-Richtung) zu einer zweiten Marke und/oder zu einer Oberfläche eines Werkstücks, aufweist, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass wahlweise mit dem Bildverarbeitungssensor und/oder dem Abstandsensor in einem variabel einstellbaren Arbeitsabstand der Optik gemessen wird, wobei der Arbeitsabstand der Optik verstellt wird durch Änderung der Brennweite zumindest eines einzelnen in seiner Brennweite einstellbaren optischen Elementes, welches bevorzugt eine Flüssiglinse ist, wobei vorzugsweise ein erster und zweiter Arbeitsabstand eingestellt wird, wobei besonders bevorzugt der erste Arbeitsabstand größer als der zweite Arbeitsabstand eingestellt wird.To solve the invention, the invention also provides a method for the dimensional measurement of features on a workpiece by determining measuring points with a coordinate measuring machine with at least one optical sensor, wherein the optical sensor at least one optical system, an image processing sensor for detecting the lateral position ( x - and y Direction) of at least one light spot, light spot, contrast transition and / or an edge of a first mark and / or workpiece, and an optical distance sensor for measuring the distance (z-direction) to a second mark and / or to a surface of a workpiece , wherein the method is characterized in that optionally measured with the image processing sensor and / or the distance sensor in a variably adjustable working distance of the optics, wherein the working distance of the optics is adjusted by changing the focal length of at least one individual in its focal length adjustable optical element, which Preferably, a liquid lens is, wherein preferably a first and second working distance is set, wherein particularly preferably the first working distance is set greater than the second working distance.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Messpunkte ermittelt werden, indem am Koordinatenmessgerät ein Tastervorsatz vor dem distalen Ende der Optik des optischen Sensors angebracht wird, der zumindest aufweist eine biegeelastische Tasterverlängerung, vorzugsweise ausgebildet als flexible Faser, ein am distalen Ende der Tasterverlängerung angebrachtes Antastelement und zumindest eine optisch erfassbare Struktur, wobei eine erste optisch erfassbare Struktur zwischen Antastelement und distalem Ende der Optik an der Tasterverlängerung angebracht ist, die vorzugsweise durch das obere, der Optik zugewandte Ende der Tasterverlängerung gebildet wird, besonders bevorzugt durch das obere, der Optik zugewandte Ende der flexiblen Faser gebildet wird, und vorzugsweise eine zweite optisch erfassbare Struktur zwischen dem Antastelement und der ersten optisch erfassbaren Struktur an der Tasterverlängerung angebracht ist, die vorzugsweise durch eine Verdickung der Tasterverlängerung gebildet wird, und wobei die erste Marke gebildet wird durch das Antastelement oder die zweite Struktur und so angeordnet wird, dass sie mit dem Bildverarbeitungssensor bei Einstellung des ersten Arbeitsabstandes erfasst wird, und wobei die zweite Marke gebildet wird durch die erste Struktur und so angeordnet wird, dass sie mit dem Abstandsensor bei Einstellung des zweiten Arbeitsabstandes erfasst wird, wobei zur Ermittlung jeweils eines Messpunktes mit dem Bildverarbeitungssensor ermittelte laterale Position (x, y) und mit dem Abstandsensor ermittelter Abstand (z) kombiniert werden.In particular, the invention is characterized in that measuring points are determined by a stylus attachment is attached to the coordinate measuring device in front of the distal end of the optics of the optical sensor having at least a flexurally elastic stylus extension, preferably formed as a flexible fiber, attached to the distal end of the stylus extension Detecting element and at least one optically detectable structure, wherein a first optically detectable structure between the probing element and the distal end of the optics is attached to the probe extension, which is preferably formed by the upper, the optics facing end of the probe extension, particularly preferably by the upper, the optics facing the end of the flexible fiber is formed, and preferably a second optically detectable structure between the probe element and the first optically detectable structure is attached to the probe extension, preferably by a thickening of the Tasterverlä is formed, and wherein the first mark is formed by the probe or the second structure and arranged so that it is detected with the image processing sensor in setting the first working distance, and wherein the second mark is formed by the first structure and arranged is that it is detected with the distance sensor when setting the second working distance, wherein for determining a respective measuring point with the image processing sensor determined lateral position ( x . y ) and distance determined by the distance sensor ( z ) be combined.

Besonders hervorzuheben ist, dass der Tastervorsatz einen Halter aufweist, der die Tasterverlängerung mit dem Koordinatenmessgerät, insbesondere mit dem optischen Sensor verbindet, wobei der Halter mit einem in z-Richtung elastischen und für den Strahlengang des optischen Sensors, insbesondere des Bildverarbeitungssensor zumindest teilweise durchdringbaren Halteelement ausgebildet wird, besonders bevorzugt dadurch, dass das Halteelement transparent ausgebildet ist oder dass das Halteelement in Bezug auf den ersten Arbeitsabstand in einer defokussierten Position angeordnet wird und Ausbrüche aufweist.It should be particularly emphasized that the stylus attachment has a holder which connects the stylus extension with the coordinate measuring machine, in particular with the optical sensor, wherein the holder with an in z Direction elastic and the beam path of the optical sensor, in particular the image processing sensor is at least partially penetrable holding element is formed, particularly preferably characterized in that the holding element is transparent or in that the holding element is arranged with respect to the first working distance in a defocused position and has cutouts ,

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das optische Element abwechselnd zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsabstand umschaltet, wobei mit der Umschaltung synchronisiert abwechselnd die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor und dem Abstandsensor erfolgt, und wobei besonders bevorzugt direkt aufeinanderfolgend aufgenommene mit dem Bildverarbeitungssensor ermittelte laterale Position (x, y) und mit dem Abstandsensor ermittelter Abstand (z) zu jeweils einem Messpunkt kombiniert werden.Furthermore, the invention is characterized in that the optical element alternately switches between the first and second working distance, whereby the measurement with the image processing sensor and the distance sensor takes place alternately synchronized with the switching, and particularly preferably taken directly successively recorded with the image processing sensor lateral Position ( x . y ) and distance determined by the distance sensor ( z ) are combined to one measuring point each.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das optische Element mit einer Frequenz zwischen 10 Hz und 200 Hz zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsabstand oder eine Folge unterschiedlicher Arbeitsabstände umschaltet.In particular, the invention is characterized in that the optical element with a frequency between 10 Hz and 200 Hz switches between the first and second working distance or a sequence of different working distances.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass als Optik eine Optik mit festem Abbildungsmaßstab oder eine Zoomoptik eingesetzt wird, vorzugsweise der Abbildungsmaßstab der Zoomoptik vom Arbeitsabstand unabhängig eingestellt wird.Preferably, it is provided that optics with fixed magnification or a zoom lens is used, preferably the magnification of the zoom optics is set independently of the working distance.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass als Abstandsensor ein Foucaultsensor, chromatischer, chromatisch konfokaler, konfokaler oder interferometrischer Sensor eingesetzt wird, vorzugsweise mehrere Abstandsensoren im optischen Sensor und/oder im Koordinatenmessgerät integriert werden.In particular, the invention is characterized in that as a distance sensor Foucault sensor, chromatic, chromatic confocal, confocal or interferometric sensor is used, preferably a plurality of distance sensors in the optical sensor and / or integrated in the coordinate measuring machine.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der optische Sensor wahlweise:

- erste und/oder zweite Marke und
- Oberfläche eines Werkstücks direkt

erfasst um Messpunkte zu bestimmen.Preferably, the invention provides that the optical sensor optionally:

- first and / or second mark and
- Surface of a workpiece directly

captured to determine measurement points.

Besonders hervorzuheben ist, dass der Bildverarbeitungssensor als Fokusvariationssensor oder Autofokussensor betrieben wird, wobei das optische Element eine Vielzahl (Folge) von Arbeitsabständen nacheinander einstellt, wobei mit der Umschaltung synchronisiert die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor angesteuert wird.It should be particularly emphasized that the image processing sensor is operated as a focus variation sensor or autofocus sensor, wherein the optical element sets a plurality (succession) of working distances one after the other, the measurement being synchronized with the switching with the image processing sensor.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Abstandssensors zur dimensionellen Bestimmung von Merkmalen, insbesondere durch Messung von Oberflächenmesspunkten an einem Werkstück, insbesondere Werkzeug mit Schneide.The subject matter of an independent invention is a method for operating an optical distance sensor for the dimensional determination of features, in particular by measuring surface measuring points on a workpiece, in particular a tool with a cutting edge.

Bei den bekannten Verfahren zur Messung von rotationssymmetrischen Werkstücken wie Werkzeugen kommen entweder zeitaufwändige, taktile Messverfahren zum Einsatz, oder die Messung erfolgt mittels Durchlichtverfahren und Bildverarbeitungssensoren direkt an der Schneide. Auch ist bekannt, mit optischen Abstandssensoren einzelne Messpunkte vor oder hinter der Schneide aufzunehmen. Bei entsprechenden Verfahren wird zumeist in radialer Richtung ein linienförmiger Bereich hinter oder vor der Schneide, insbesondere durch Scanning, erfasst. Nachteilig ist dabei, dass in mehreren axial versetzten Lagen der radiale Scan wiederholt werden muss, um die Bereiche vor oder hinter der Schneide möglichst vollständig zu erfassen.In the known methods for measuring rotationally symmetrical workpieces such as tools either time-consuming, tactile measuring methods are used, or the measurement is carried out by means of transmitted light and image processing sensors directly on the cutting edge. It is also known to record individual measuring points in front of or behind the cutting edge with optical distance sensors. In the case of corresponding methods, a line-shaped region behind or in front of the cutting edge, in particular by scanning, is usually detected in the radial direction. The disadvantage here is that in several axially staggered layers of the radial scan must be repeated in order to capture as fully as possible the areas in front of or behind the cutting edge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb auch, eine schnelle Messung einer Vielzahl von Oberflächenmesspunkten an Werkstücken, insbesondere Werkzeugen, in den Bereichen vor bzw. hinter der Schneide zu realisieren.The object of the present invention is therefore also to realize a rapid measurement of a plurality of surface measuring points on workpieces, in particular tools, in the areas in front of or behind the cutting edge.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass das Werkzeug in einer Drehachse eingespannt wird und in mehreren Drehstellungen Oberflächenmesspunkte bei axialer Nachführung auf den jeweils in der fokussierten Ebene angeordneten Bereiche vor bzw. hinter der Schneide zu erfassen.To solve the invention provides that the tool is clamped in an axis of rotation and to detect in several rotational positions surface measuring points in axial tracking on each arranged in the focused plane areas in front of or behind the cutting edge.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass dabei ein optischer Abstandssensor mit mehreren Messstrahlen bzw. Messkanälen verwendet wird, wobei die mehreren Messkanäle zumindest in radialer Richtung zueinander versetzt angeordnet sind, wodurch Messpunkte eines größeren Bereichs gleichzeitig erfasst werden können.It is particularly preferably provided that in this case an optical distance sensor with a plurality of measuring beams or measuring channels is used, wherein the plurality of measuring channels are arranged offset from each other at least in the radial direction, whereby measuring points of a larger area can be detected simultaneously.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur dimensionellen Messung eines Werkstücks, insbesondere Werkzeugs mit Schneide, vor, durch Erfassen einer Vielzahl von Oberflächenmesspunkten mit einem optischen Abstandssensor, insbesondere nach dem chromatischen bzw. chromatisch konfokalen Prinzip oder foucaultschen Prinzips oder Fokusvariationsprinzip, wobei zu messendes Werkstück bzw. Werkzeug in einer Drehachse eingespannt wird und Oberflächenmesspunkte in mehreren Drehstellungen der Drehachse aufgenommen werden, und vorzugsweise wobei die Messrichtung des optischen Abstandssensors senkrecht oder nahezu senkrecht zur Richtung der Drehachse ausgerichtete wird, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Messstrahl des optischen Abstandssensors auf einen Oberflächenbereich des Werkstücks bzw. Werkzeugs ausgerichtet wird, der sich in Bezug auf die Außenkontur, insbesondere Schneide des Werkstücks bzw. Werkzeugs radial in Richtung der Drehachse versetzt befindet, und wobei Werkstück bzw. Werkzeug und optischer Abstandssensor relativ zueinander in axialer Richtung, also in Richtung der Drehachse, bei Änderung der Drehlage des Werkstücks bzw. Werkzeugs so nachgeführt werden, dass jeweils mit dem optischen Abstandssensor erfasster Bereich gleichbleibenden Abstand in Messrichtung des Abstandsensors aufweist, insbesondere jeweils erfasster Bereich in einer Ebene mit der Drehachse liegt.The invention provides for the solution a method for the dimensional measurement of a workpiece, in particular a tool with cutting edge, by detecting a plurality of surface measuring points with an optical distance sensor, in particular according to the chromatic or chromatic confocal principle or Foucault's principle or Fokusvariationsprinzip, wherein to be measured workpiece or tool is clamped in an axis of rotation and surface measuring points are recorded in a plurality of rotational positions of the axis of rotation, and preferably wherein the measuring direction of the optical distance sensor is perpendicular or nearly perpendicular to the direction of the axis of rotation, characterized in that the measuring beam of the optical distance sensor to a Surface portion of the workpiece or tool is aligned, which is offset with respect to the outer contour, in particular cutting edge of the workpiece or tool radially in the direction of the axis of rotation, and wherein workpiece or tool and optical distance sensor relative to each other in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation, be tracked when changing the rotational position of the workpiece or tool so that each detected with the optical distance sensor area constant distance in the direction of the distance sensor has, in particular each detected Area lies in a plane with the axis of rotation.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Nachführung und die Aufnahme von Oberflächenmesspunkten während der Drehung der Drehachse erfolgen.In particular, the invention is characterized in that the tracking and recording of surface measuring points take place during the rotation of the axis of rotation.

Besonders hervorzuheben ist, dass wahlweise vor oder hinter der Schneide Oberflächenmesspunkte erfasst werden, indem der Messstrahl des optischen Abstandssensors auf der einen oder anderen Seite zur Drehachse radial versetzt ausgerichtet wird.It should be emphasized in particular that surface measurement points are detected either in front of or behind the cutting edge, by aligning the measuring beam of the optical distance sensor on one side or the other with radial offset from the axis of rotation.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass der optische Abstandssensor mehrere Messstrahlen zur gleichzeitigen Erfassung mehrerer Oberflächenmesspunkte aufweist, wobei die Messstrahlen zumindest einen Versatz in radialer Richtung zueinander aufweisen.Preferably, the invention provides that the optical distance sensor has a plurality of measuring beams for the simultaneous detection of a plurality of surface measuring points, wherein the measuring beams have at least one offset in the radial direction to one another.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die axiale Nachführung anhand der Drehlage und der Solldaten des Werkstücks bzw. Werkzeugs, insbesondere der Solldaten der Schneide eines Werkzeugs erfolgt und/oder dass mittels eines zusätzlichen Bildverarbeitungssensors, vorzugsweise im Durchlichtbetrieb, welcher auf die Drehachsebene fokussiert ist, die Lage des scharf abgebildeten Schneidenabschnitts erfasst wird und anhand der axialen Lage dieses Abschnitts in axialer Richtung nachpositioniert wird.It should also be emphasized that the axial tracking takes place on the basis of the rotational position and the target data of the workpiece or tool, in particular the desired data of the cutting edge of a tool and / or that by means of an additional image processing sensor, preferably in Transmitted light mode, which is focused on the axis of rotation, the position of the sharply imaged cutting section is detected and repositioned by the axial position of this section in the axial direction.

Besonders hervorzuheben ist, dass zusätzlich eine Nachführung in radialer Richtung erfolgt, beispielsweise bei Werkstücken bzw. Werkzeugen mit entlang der axialen Richtung sich verändernder radialer Lage der Schneide aufweisenden Schneide wie beispielsweise Kugelfräsern bzw. KugelbahnfräsernParticularly noteworthy is that in addition there is a tracking in the radial direction, for example in workpieces or tools with along the axial direction of changing radial position of the blade having cutting edge such as ball end mills or ball raceway cutters

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass das Verfahren in einem Koordinatenmessgerät eingesetzt wird, wobei die Messachsen des Koordinatenmessgerätes für die Nachführung eingesetzt werden.The invention is also characterized in that the method is used in a coordinate measuring machine, wherein the measuring axes of the coordinate measuring machine are used for tracking.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Messung oder Inspektion eines Werkstücks in einem Koordinatenmessgerät, insbesondere Computertomografen unter Verwendung einer Werkstückkennzeichnung.The subject matter of an independent invention is a method for measuring or inspecting a workpiece in a coordinate measuring machine, in particular a computer tomograph using a workpiece marking.

Bei den bekannten Verfahren erfolgt anhand der Erkennung eines dem Werkstück zugeordneten Erkennungscodes wie Barcodes, Strichcodes, QR-Codes oder RFID-Codes lediglich die Auswahl eines zugeordneten Messprogramms. Ein entsprechendes in der DE 10 2016 209 557 beschriebenes Verfahren sieht zudem vor, dass die Messdaten in einem am Werkstück befestigten Chip, wie RFID-Chip gespeichert werden. Nachteilig dabei ist jedoch, dass eine Zuordnung der Messdaten zu in einer Datenbank hinterlegten Solldaten (Referenzdaten) nicht direkt möglich ist, da die auf dem am Werkzeug befestigten Chip gespeicherten Messdaten erst erneut in ein Auswertesystem eingelesen werden müssen, welches Zugriff auf die Datenbank hat.In the case of the known methods, the recognition of a recognition code associated with the workpiece, such as barcodes, barcodes, QR codes or RFID codes, merely results in the selection of an associated measurement program. A corresponding in the DE 10 2016 209 557 described method also provides that the measurement data are stored in a chip attached to the workpiece, such as RFID chip. The disadvantage here, however, is that an assignment of the measured data stored in a database target data (reference data) is not directly possible because the data stored on the chip attached to the tool measurement data must be read again in an evaluation, which has access to the database.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, auf einem dem Koordinatenmessgerät zugeordneten Auswerterechner eine Verknüpfung des Erkennungscodes, der Ist-Daten (Messdaten) und der Solldaten (Referenzdaten) herzustellen, um eine schnelle und einfache Auswertung vornehmen zu können.A further object of the present invention is therefore to establish a link between the recognition code, the actual data (measured data) and the desired data (reference data) on an evaluation computer assigned to the coordinate measuring machine in order to be able to carry out a quick and simple evaluation.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass der am Werkstück befestigter Erkennungscode wie QR-Code eingelesen und anhand diesem zugeordnete Solldaten (Referenzdaten) aus der Datenbank dem Auswerterechner zur Verfügung gestellt werden. Ebenso werden dem Auswerterechner die gemessenen Daten (Messdaten bzw. Ist-Daten) zur Verfügung gestellt. Dies ermöglicht es, dass nach der Messung durch Eingeben des Erkennungscodes der Vergleich zwischen den Messdaten (Ist-Daten) und den Referenzdaten jederzeit durchgeführt werden kann, um beispielsweise Inspektionsaufgaben zu erledigen, insbesondere Referenz- und Messdaten miteinander zu vergleichen, oder Auswertungen an geometrischen Eigenschaften im Sinne dimensioneller Messungen und Vergleich mit einzuhaltenden Toleranzen durchzuführen, um ggf. als schlecht erkannte Werkstücke auszusortieren oder Maße und Abweichungen außerhalb Toleranz zur Anzeige zu bringen.To solve the invention, the identification code attached to the workpiece is read in like a QR code and provided from the database to the evaluation computer on the basis of this associated desired data (reference data). Likewise, the measured data (measured data or actual data) are made available to the evaluation computer. This makes it possible that after the measurement by entering the recognition code, the comparison between the measured data (actual data) and the reference data can be performed at any time, for example, to perform inspection tasks, in particular to compare reference and measurement data, or evaluations of geometric properties in terms of dimensional measurements and comparison with tolerances to be maintained in order to sort out possibly as poorly recognized workpieces or to bring dimensions and deviations outside tolerance for display.

Vorzugsweise wird das Verfahren auf einem computertomografischen Messsystem (Computertomograf) durchgeführt, welches Teil eines Koordinatenmessgerätes sein kann. Bei der computertomografischen Messung werden insbesondere im Rahmen der Tomografie Durchstrahlungsbilder und aus diesen durch Rekonstruktion Volumendatensätze ermittelt. Aus den Volumendatensätzen werden Punktewolken (Oberflächenmesspunkte) ermittelt, die zur Bestimmung geometrischer Eigenschaften des Werkstücks geeignet sind.Preferably, the method is carried out on a computer tomographic measuring system (computed tomography), which may be part of a coordinate measuring machine. In computer tomographic measurement, radiographic images are determined in particular in the context of tomography, and volume data sets are determined from these by reconstruction. From the volume data sets, point clouds (surface measurement points) are determined which are suitable for determining geometric properties of the workpiece.

Bei den Referenzdaten handelt es sich insbesondere bei als Werkzeugen ausgeprägten Werkstücken um Spindeldaten einer Fertigungsmaschine. Es ist also insbesondere vorgesehen, als Werkzeuge ausgeprägte Werkstücke zu inspizieren bzw. zu messen.The reference data are, in particular in the case of workpieces that are pronounced as tools, spindle data of a production machine. It is therefore intended in particular to inspect or measure tools as distinct workpieces.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur Inspektion oder dimensionellen Messung eines Werkstücks unter Verwendung eines Koordinatenmessgerätes (KMG), insbesondere Computertomografen vor, wobei vor, während oder nach der Messung von Ist-Daten des Werkstücks mit dem KMG, ein am Werkstück angebrachter Erkennungscode, insbesondere Strichcode, Barcode, QR-Code oder RFID-Code ausgelesen und weiterverarbeitet wird, insbesondere Erkennungscode durch im Koordinatenmessgerät angebrachte Mitte automatisch ausgelesen oder durch den Bediener manuell ausgelesen wird, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Erkennungscode an einen Auswerterechner übertragen wird und anhand des Erkennungscodes ein dem Werkstück zugeordneter Referenzdatensatz, wie beispielsweise Spindeldaten einer Werkzeugmaschine, aus einer Speichereinheit wie Datenbank ausgelesen und mit den gemessenen Ist-Daten (Messdaten) verglichen wird.The invention provides for the solution a method for inspection or dimensional measurement of a workpiece using a coordinate measuring machine (CMM), in particular computer tomographs, wherein before, during or after the measurement of actual data of the workpiece with the CMM, a recognition code attached to the workpiece, In particular, bar code, bar code, QR code or RFID code is read out and further processed, in particular recognition code is automatically read out by mounted in the coordinate measuring center or manually read by the operator that is characterized in that the identification code is transmitted to an evaluation computer and based on the Identification codes a reference data set associated with the workpiece, such as spindle data of a machine tool, read from a memory unit such as database and compared with the measured actual data (measurement data).

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Vergleich der Referenzdaten mit den Messdaten erfolgt, um Defekte zu erkennen und/oder um dimensionelle Abweichungen zu bestimmen und darzustellen, insbesondere farbcodierte Abweichungsdarstellung zu ermitteln und darzustellen.In particular, the invention is characterized in that comparison of the reference data with the measured data takes place in order to detect defects and / or to determine and represent dimensional deviations, in particular to determine and display color-coded deviation representation.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass aus den Messdaten ermittelte geometrische Eigenschaften bzw. dimensionelle Abweichungen und/oder Defekte des Werkstücks ausgewertet und mit Bezug zu dem Erkennungscode in einer Speichereinheit wie Datenbank abgelegt werden, wobei vorzugsweise auf Basis eines Vergleichs mit den Referenzdaten bestimmte Abweichungen in Bezug zu den, den Referenzdaten zugeordneten Toleranzen gesetzt und eine virtuelle Kennzeichnung des Werkstücks in der Datenbank als innerhalb oder außerhalb der Toleranz erfolgt, besonders bevorzugt Werkstück bei Vorliegen von geometrischen Eigenschaften außerhalb der Toleranz aussortiert, vorzugsweise automatisch aussortiert, und/oder dem Bediener die Abweichungen zur Anzeige gebracht werden.It is preferably provided that geometrical properties or dimensional deviations determined from the measured data and / or Defects of the workpiece are evaluated and stored with respect to the detection code in a memory unit such as database, preferably based on a comparison with the reference data certain deviations in relation to the, the reference data associated tolerances set and a virtual marking of the workpiece in the database as within or out of tolerance, particularly preferably workpiece in the presence of geometric properties sorted out of tolerance, preferably sorted out automatically, and / or the deviations are displayed to the operator.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass durch Bedienerauswahl eines Erkennungscodes Messergebnisse des dem Erkennungscode zugeordnetem Werkstück, insbesondere Abweichungen zur Anzeige ausgewählt werden, wobei insbesondere außerhalb der Toleranz liegende geometrische Eigenschaften angezeigt werden.In particular, the invention is distinguished by the fact that, by operator selection of a recognition code, measurement results of the workpiece associated with the recognition code, in particular deviations from the display, are selected, wherein in particular geometrical properties lying outside the tolerance are displayed.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur dimensionellen Messung von Werkstücken mittels eines Koordinatenmessgerätes, zumindest eine Drohne aufweisend.Subject of an independent invention is an apparatus and a method for the dimensional measurement of workpieces by means of a coordinate measuring machine, comprising at least one drone.

Bei den bekannten Koordinatenmessgeräten werden der das Werkstück aufnehmende Messtisch und die zur Messung von Punkten am Messobjekt eingesetzten Sensoren physisch miteinander verbunden.In the known coordinate measuring machines, the measuring table receiving the workpiece and the sensors used for measuring points on the measuring object are physically connected to one another.

Bekannte Bauweisen von Koordinatenmessgeräten sind Koordinatenmessgeräte mit bewegter oder mit fester Brücke, in Ständerbauweise oder in Ausleger-Bauweise. Auch sind Koordinatenmessgeräte bekannt, bei denen Sensoren oder Messtisch an Roboterarmen befestigt sind. Auch bei als Computertomografen ausgebildeten Koordinatenmessgeräten besteht eine physische Verbindung, zwischen dem das Messobjekt aufnehmenden Drehtisch und der Röntgenröhre und dem Röntgendetektor.Known designs of coordinate measuring machines are coordinate measuring machines with moving or fixed bridge, in column construction or in cantilever construction. Also, coordinate measuring machines are known in which sensors or measuring table are attached to robot arms. Even in the case of coordinate measuring machines designed as computer tomographs, there is a physical connection between the turntable accommodating the test object and the x-ray tube and the x-ray detector.

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen bzw. Verfahren zur Koordinatenmesstechnik ist es, dass Merkmale an sehr großen Werkstücken nur durch aufwendige konstruktive Aufbauten mit großen Messbereichen erreichbar sind. Auch am Einsatzort bereits montierte Werkstücke wie beispielsweise Rotorblätter von Windrädern und im Inneren von sehr großen Werkstücken liegende Merkmale können mit konventionellen Koordinatenmessgeräten nicht gemessen werden.A disadvantage of the known devices and methods for coordinate measuring is that features on very large workpieces can only be achieved by consuming constructive structures with large measuring ranges. Workpieces already mounted on site, such as rotor blades of wind turbines and features lying inside very large workpieces, can not be measured with conventional coordinate measuring machines.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Koordinatenmessgerät und ein Verfahren zum Betreiben dieses Koordinatenmessgeräts zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, große bzw. komplexe Werkstücke einfach und schnell zu messen, insbesondere eine flexible Anordnung der für die Messung benötigten Sensoren in Bezug auf den das Werkstück aufnehmenden Messtisch zur Verfügung zu stellen.It is therefore another object of the present invention to provide a coordinate measuring machine and a method of operating this coordinate measuring machine capable of easily and quickly measuring large or complex workpieces, in particular a flexible arrangement of those required for the measurement Sensors with respect to the workpiece receiving measuring table to provide.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass Teile des Koordinatenmessgerätes, beispielsweise der das Werkstück aufnehmende Messtisch und/oder einer oder mehrere verschiedene Sensoren des Koordinatenmessgerätes durch zumindest eine autark bewegliche Drohne, beispielsweise fliegende Drohne, aufgenommen wird bzw. werden.To solve the invention provides that parts of the coordinate measuring machine, for example, the workpiece receiving measuring table and / or one or more different sensors of the coordinate measuring machine by at least one self-sufficient mobile drone, such as flying drone, is recorded or will.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die Positionen der Drohnen durch Referenzsensoren bestimmt werden und diese Positionen dem Koordinatenmessgerät zur Auswertung zur Verfügung gestellt werden. Die Positionsbestimmung erfolgt beispielhaft durch GPS-Sensortechnik (GPS - Global Positioning System) oder andere optische Abstands- oder Positionssensoren.In particular, it is provided that the positions of the drones are determined by reference sensors and these positions are provided to the coordinate measuring machine for evaluation. The position is determined by GPS sensor technology (GPS - Global Positioning System) or other optical distance or position sensors.

Zur Lösung sieht die Erfindung auch eine Vorrichtung ein Koordinatenmessgerät umfassend vor, welches zumindest besteht aus einer Steuerung, einem oder mehreren Sensoren und vorzugsweise einem das zu messende Werkstück aufnehmenden Messtisch, die sich dadurch auszeichnet, dass die Vorrichtung zumindest ein autarkes Bewegungsmittel (Drohne) umfasst, wobei zumindest ein Sensor und/oder eine Komponente eines Sensors und/oder zumindest der Messtisch und/oder eine Wechselvorrichtung von einer Drohne aufgenommen wird, und dass die Steuerung des Koordinatenmessgerätes mit Mitteln verbunden ist, die zur Bestimmung der Position der Drohnen im Raum ausgebildet sind.To solve the invention also provides a device comprising a coordinate measuring machine before, which at least consists of a controller, one or more sensors and preferably a workpiece to be measured receiving measuring table, which is characterized in that the device comprises at least one autonomous means of movement (drone) in which at least one sensor and / or a component of a sensor and / or at least the measuring table and / or a changing device is picked up by a drone, and that the control of the coordinate measuring machine is connected to means designed to determine the position of the drones in space are.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Mittel zur Bestimmung der Position der Drohnen GPS-Technik umfassen, insbesondere Drohnen ausgebildet sind, Ihre Position über eine GPS-Verbindung zu ermitteln und an die Steuerung zu übertragen, und/oder dass Mittel Sensoren (Referenzsensoren), wie beispielsweise Lasersensoren, Musterprojektionssensoren, Bildverarbeitungssensoren, Radarsensoren und/oder Ultraschallsensoren sind, die zur Erfassung der Position der Drohnen ausgebildet sind und mit der Steuerung verbunden sind.In particular, the invention is characterized in that means for determining the position of the drones comprise GPS technology, in particular drones are adapted to determine their position via a GPS connection and transmit to the controller, and / or that means sensors (reference sensors ), such as laser sensors, pattern projection sensors, image processing sensors, radar sensors and / or ultrasonic sensors, which are designed to detect the position of the drones and are connected to the controller.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass Drohnen Mittel zum eigenständigen Fliegen aufweisen.Preferably, it is provided that drones have means for independent flying.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drohnen Kommunikationsmittel, beispielsweise Funkmittel, aufweisen, um ihre Raumposition mit anderen Drohnen und/oder der Steuerung des Koordinatenmessgerätes auszutauschen.In particular, the invention is characterized in that drones communication means, such as radio, have to exchange their spatial position with other drones and / or the control of the coordinate measuring machine.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass Drohnen Zusatzeinrichtungen, wie Beleuchtungsmittel, beispielsweise Durchlichtbeleuchtungsmittel und/oder Auflichtbeleuchtungsmittel wie Dunkelfeldauflicht und/oder Hellfeldauflichtbeleuchtungsmittel umfassen oder ausgebildet sind, aufzunehmen. Preferably, the invention provides that drones comprise or are designed to accommodate ancillary equipment, such as illumination means, for example transmitted-light illumination means and / or incident-illumination means, such as dark-field incident light and / or bright-field illumination illumination means.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass von Drohnen aufzunehmende Sensoren taktile Sensoren, optische Sensoren, insbesondere Bildverarbeitungssensoren, Musterprojektionssensoren, Fotogrammetriesensoren und/oder optische Abstandssensoren sind.It should also be emphasized that sensors to be picked up by drones are tactile sensors, optical sensors, in particular image processing sensors, pattern projection sensors, photogrammetry sensors and / or optical distance sensors.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass von Drohnen aufzunehmende Komponenten eines Sensors, Tastermodul eines taktilen Sensors, Beleuchtungsmittel und/oder Kamera bzw. Kameras eines optischen Sensors, beispielsweise Triangulationssensors, Musterprojektionssensors oder Fotogrammetrischen Sensors sind.The invention is also distinguished by the fact that components of a sensor to be picked up by drones, probe module of a tactile sensor, illumination means and / or camera or cameras of an optical sensor, for example triangulation sensor, pattern projection sensor or photogrammetric sensor.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drohnen ausgebildet sind zur Aufnahme und Bewegung von zu messenden Werkstücken, insbesondere ausgebildet sind, um entsprechende Werkstücke zu und vom Messtisch zu bewegen, insbesondere das Drohnen Greifmittel zur Aufnahme von zu messenden Werkstücken aufweisen.In particular, the invention is characterized by the fact that drones are adapted to receive and move workpieces to be measured, in particular designed to move corresponding workpieces to and from the measuring table, in particular the drone gripping means for receiving workpieces to be measured.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass Drohnen eine kabelgebundene oder kapazitive oder induktive Kopplung zu einer Spannungsversorgungseinheit aufweisen und/oder Drohnen ein Akkumulator-Element enthalten.After a particularly noteworthy proposal is provided that drones have a wired or capacitive or inductive coupling to a power supply unit and / or drones contain an accumulator element.

Besonders hervorzuheben ist, dass die Drohnen zur auswechselbaren Aufnahme der Sensoren, Komponenten und/oder Zusatzeinrichtungen eine Wechselschnittstelle aufweisen und die Vorrichtung eine Wechselvorrichtung aufweist, die ausgebildet ist, einen oder mehrere Sensoren aufzunehmen, wobei die Wechselvorrichtung vorzugsweise mit einer separaten Drohne verbunden ist.Particularly noteworthy is that the drones for interchangeable recording of sensors, components and / or ancillary equipment have an interface and the device has a changing device which is adapted to receive one or more sensors, the changing device is preferably connected to a separate drone.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Drohnen eine Dreh- und/oder Schwenkvorrichtung aufweisen, von der die Sensoren, Komponenten, Zusatzeinrichtungen oder die Wechselschnittstelle ausgehen.Furthermore, the invention is characterized in that the drones have a rotating and / or pivoting device, from which the sensors, components, ancillary equipment or the changeover interface emanate.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drohnen Annäherungssensor, insbesondere Abstandssensor, ausgebildet zur Kollisionsvermeidung aufweisen, insbesondere zur Kollisionsvermeidung mit dem Werkstück, einem Sensor, dem Messtisch, der Wechselvorrichtung, der Steuerung, Spannungsversorgungseinheit und/oder einer anderen Drohne.In particular, the invention is characterized in that drones approach sensor, in particular distance sensor, designed for collision avoidance, in particular for collision avoidance with the workpiece, a sensor, the measuring table, the changing device, the controller, power supply unit and / or another drone.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zur dimensionellen Messung von Merkmalen und/oder Eigenschaften von Werkstücken unter Verwendung der zuvor erläuterten Vorrichtung vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass zur Bestimmung von Messpunkten an dem Werkstück das Werkstück von einer Drohne aufgenommen und zur Messung zu dem jeweils zu verwendeten Sensor geführt wird und/oder zumindest ein Sensor zur Messung des Werkstücks durch eine Drohne aufgenommen und zu dem Messobjekt geführt wird, wobei Position der Drohnen im Raum an die Steuerung des Koordinatenmessgerätes übertragen und bei der Bestimmung der Messpunkte verwendet werden.The invention provides for the solution, a method for the dimensional measurement of features and / or properties of workpieces using the device described above, which is characterized in that for the determination of measuring points on the workpiece, the workpiece picked up by a drone and the measurement of the each sensor used is guided and / or at least one sensor for measuring the workpiece is picked up by a drone and guided to the measurement object, wherein position of the drones are transmitted in space to the control of the coordinate measuring machine and used in the determination of the measuring points.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zur Verbesserung der Positionsinformationen die Drohnen untereinander kommunizieren.It is preferably provided that the drones communicate with one another to improve the position information.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Koordinatenmesssystem des Koordinatenmessgerätes, insbesondere die Positionsinformation der Drohnen mit Hilfe kalibrierter und/oder nicht kalibrierter Objekte eingemessen wird.In particular, the invention is characterized in that the coordinate measuring system of the coordinate measuring machine, in particular the position information of the drones is calibrated with the aid of calibrated and / or non-calibrated objects.

Bevorzugterweise sieht die Erfindung vor, dass Drohnenpositionen zur Korrektur von Unsicherheitseinflüssen herangezogen werden.Preferably, the invention provides that drone positions are used to correct uncertainty influences.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Solldaten des Werkstücks zur automatischen Berechnung von Flugrouten der Drohnen zur Messung der jeweils ausgewählten Merkmale und/oder Eigenschaften verwendet werden, wobei insbesondere Kollisionen vermieden werden.It should also be emphasized that target data of the workpiece are used for the automatic calculation of drone flight paths for measuring the respectively selected features and / or properties, in particular collisions being avoided.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass zur Aufnahme von Werkstücken ausgebildete Drohnen zur Bestückung des Koordinatenmessgerätes, insbesondere des Messtisches mit den Werkstücken verwendet werden.The invention is also distinguished by the fact that trained for receiving workpieces drones for equipping the coordinate measuring machine, in particular the measuring table are used with the workpieces.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drohnen zur Ausrichtung des Messobjekts auf dem Messtisch eingesetzt werden.In particular, the invention is characterized in that drones are used to align the measurement object on the measuring table.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass Drohnen zur Kollisionsvermeidung mit anderen Drohnen und/oder Teilen des Koordinatenmessgerätes wie Messtisch und/oder Wechselvorrichtung und/oder dem Werkstück, ihre Umgebung mittels Annäherungssensoren, insbesondere Abstandssensoren untersuchen.After a particularly noteworthy proposal, it is provided that drones for collision avoidance with other drones and / or parts of the coordinate measuring machine such as measuring table and / or changing device and / or the workpiece, examine their surroundings by means of proximity sensors, in particular distance sensors.

Besonders hervorzuheben ist, dass Drohnen zur Spannungsversorgung eine Kabelverbindung zu einer Spannungsversorgungseinheit herstellen, insbesondere entsprechende Positionen anfliegen, oder zur induktiven oder kapazitiven Spannungsübertragung entsprechende Positionen anfliegen, vorzugsweise zur Ladung ihrer Akkumulator-Elemente.Of particular note is that drones connect to a voltage supply unit via a cable, in particular fly to corresponding positions, or approach inductive or capacitive voltage transmission corresponding positions, preferably for charging their accumulator elements.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass Drohnen Sensoren an ihrer Wechselschnittstelle aufnehmen oder ablegen, indem eine Wechselvorrichtung angeflogen wird.Furthermore, the invention is distinguished by the fact that drones record or store sensors at their interface by flying to a changing device.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Drohnen Messrichtung der Sensoren oder Beleuchtungsrichtung der Beleuchtungsmittel einstellen, indem sie ihre Dreh- und/oder Schwenkverrichtung, von der die Sensoren bzw. Beleuchtungsmittel ausgehen, betätigen.In particular, the invention is distinguished by the fact that the drones set the measuring direction of the sensors or the direction of illumination of the illumination means by actuating their turning and / or pivoting mechanism from which the sensors or lighting means emanate.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur dimensionellen Messung von Werkstücken mit einem taktil-optischen Sensor, eine Tasterverlängerung aufweisend. Nach dem Stand der Technik erfolgt die Antastung mit taktilen aber auch mit taktil-optischen Sensoren stets in der Richtung senkrecht zu der Oberfläche des anzutastenden Werkstücks. Dies ist notwendig, um eine genaue Messung durchzuführen. In der Regel wird der Taster und damit das Antastelement des Tasters dann in entgegengesetzter Richtung vom Werkstück wieder wegbewegt, also gelöst, auch als Freifahren bezeichnet. Bei diesem Lösen vom Werkstück kann es bei der Ausführung der Tasterverlängerung als biegeelastisches Element, insbesondere als biegeelastisches Element aus einer sehr dünnen und/oder langen Faser dazu kommen, dass das Antastelement an der Werkstückoberfläche zeitweise klebt und sich nicht löst. Dies sorgt für einen unerwarteten Zustand bei Betrachtung der Sensorposition eines Bildverarbeitungssensors innerhalb eines Koordinatenmessgeräts und der Auslenkung des Tastelementes, die mit dem Bildverarbeitungssensor beobachtet wird, sodass es zu einem so genannten Auslenkfehler kommen kann. Dies tritt besonders dann auf, wenn eine besonders lange und dünne Tasterverlängerung vorliegt und die Oberflächennormale einen großen Winkel, im schlimmsten Fall 90 °, zu der Richtung der Achse der Tasterverlängerung einnimmt.Subject of an independent invention is a method for the dimensional measurement of workpieces with a tactile-optical sensor, having a stylus extension. According to the prior art, the probing with tactile but also with tactile-optical sensors is always in the direction perpendicular to the surface of the workpiece to be scanned. This is necessary to make an accurate measurement. In general, the probe and thus the probe element of the probe is then moved away in the opposite direction from the workpiece, that is solved, also called free riding. In this release of the workpiece, it may happen in the execution of the probe extension as a flexurally elastic element, in particular as a flexurally elastic element of a very thin and / or long fiber that the probing element sticks to the workpiece surface temporarily and does not dissolve. This provides an unexpected state when considering the sensor position of an image processing sensor within a CMM and the displacement of the probe element observed with the image processing sensor, so that a so-called deflection error may occur. This occurs especially when there is a particularly long and thin stylus extension and the surface normal occupies a large angle, in the worst case 90 °, to the direction of the axis of the stylus extension.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem entsprechende Auslenkfehler bei langen und dünnen Tasterverlängerungen vermieden werden.A further object of the present invention is therefore to provide a method in which corresponding deflection errors are avoided with long and thin stylus extensions.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass das Freifahren nach dem Antasten eines Messpunktes auf der Werkstückoberfläche in einer Richtung erfolgt, die einen kleinen Winkel zu der Richtung der Achse der Tasterverlängerung einnimmt, insbesondere dass das Freifahren entlang der Richtung der Achse der Tasterverlängerung erfolgt.To solve the invention, the free driving after touching a measuring point on the workpiece surface in a direction that takes a small angle to the direction of the axis of the probe extension, in particular that the free movement along the direction of the axis of the probe extension takes place.

Die Erfindung sieht zur Lösung ein Verfahren zum Betrieben eines taktil-optischen Sensors vor, der zumindest aufweist eine biegeelastische Tasterverlängerung wie Faser mit einem am distalen Ende angebrachten Antastelement zur Berührung der Oberfläche eines Werkstücks, einen Bildverarbeitungssensor, der an der vom Werkstück abgewandten Seite der Tasterverlängerung angeordnet ist, und vorzugsweise eine von der Tasterverlängerung ausgehende Marke wie kugelförmige Verdickung der Tasterverlängerung, wobei der Bildverarbeitungssensor die laterale Auslenkung des Antastelements oder der Marke bei Berührung des Antastelements mit der Oberfläche eines Werkstücks bestimmt, vorzugweise zur dimensionellen Messung von geometrischen Eigenschaften an Werkstücken mit einem Koordinatenmessgerät, dass sich dadurch auszeichnet, dass beim Lösen (Freifahren) des Antastelementes von der Oberfläche des zu messenden Werkstücks, Werkstück und Tasterverlängerung in Richtung der Achse der Tasterverlängerung oder in einer Richtung mit einem Winkel zur Richtung der Achse der Tasterverlängerung von weniger als 45 °, bevorzugt weniger als 20 °, besonders bevorzugt weniger als 5 ° bewegt wird.The invention provides for the solution of a method for operating a tactile-optical sensor, which at least comprises a flexible elastic probe extension such as fiber with a distal end mounted probe element for contacting the surface of a workpiece, an image processing sensor, on the side facing away from the workpiece side of the probe extension is arranged, and preferably an emanating from the stylus extension mark as spherical thickening of the probe extension, wherein the image processing sensor determines the lateral deflection of the probe or the mark on contact of the probe with the surface of a workpiece, preferably for the dimensional measurement of geometric properties of workpieces with a Coordinate measuring machine that is characterized in that when releasing (retracting) of the probe from the surface of the workpiece to be measured, workpiece and probe extension in the direction of the axis of the tactile he extension or in one direction with an angle to the direction of the axis of the probe extension of less than 45 °, preferably less than 20 °, more preferably less than 5 ° is moved.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die vertikale Auslenkung des Antastformelementes ermittelt wird, indem ein optischer Abstandsensor an der vom Werkstück abgewandten Seite angeordnet ist, dessen Messstrahl eine separate Marke, beispielsweise das vom Werkstück abgewandte Ende der Tasterverlängerung erfasst.In particular, the invention is characterized in that the vertical deflection of the sensing element is determined by an optical distance sensor is arranged on the side facing away from the workpiece, the measuring beam detects a separate brand, for example, facing away from the workpiece end of the probe extension.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination - sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren.Further details, advantages and features of the invention will become apparent not only from the claims, the features to be taken from them - alone and / or in combination - but also from the following description of the figures.

Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung an einem Werkstück mit einem Tastervorsatz und
2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung eines Koordinatenmessgerätes mit Drohnen.

Show it:

1 an inventive device for measuring on a workpiece with a stylus attachment and
2 an inventive device of a coordinate measuring machine with drones.

Anhand der 1 wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das erfindungsgemäße Koordinatenmessgerät 1 umfasst dabei einen optischen Sensor 2, der aufweist eine Optik 3, einen Bildverarbeitungssensor 4 und einen Abstandsensor 5, wobei vor dem optischen Sensor 2 ein Tastervorsatz 9 angeordnet ist.Based on 1 a preferred embodiment of the device according to the invention is shown. The coordinate measuring machine according to the invention 1 includes an optical sensor 2 which has an optic 3 , an image processing sensor 4 and a distance sensor 5 , wherein in front of the optical sensor 2 a stylus attachment 9 is arranged.

Die Optik umfasst hier zumindest beispielhaft mehrere nicht näher bezeichnete Linsen, von denen zumindest eine als in seiner Brennweite einstellbares optisches Element 6, vorzugsweise Flüssiglinse, ausgebildet ist. Es ist auch vorgesehen, dass die am distalen Ende der Optik 3 angeordnete Frontlinse das optische Element 6 bildet.The optics include here at least by way of example a plurality of unspecified lenses, of which at least one as in its focal length adjustable optical element 6 , preferably liquid lens, is formed. It is also intended that the at the distal end of the optics 3 arranged front lens the optical element 6 forms.

Der vorm distalen Ende der Optik 3 angeordnete Tastervorsatz 9 umfasst eine biegeelastische, flexible Tasterverlängerung 16, die beispielsweise eine Glas- oder Kunststofffaser ist, und einen Halter 10, von dem Halteelemente 10a zur Befestigung der Tasterverlängerung 16 ausgehen. Der Halter 10 verbindet den Tastervorsatz 9 mit dem Koordinatenmessgerät 1 bzw. dem optischen Sensor 2, ist also relativ zum optischen Sensor 2 fest angeordnet. Die Halteelemente 10a sind beispielhaft mehrere, bevorzugt drei, über den Umfang verteilte dünne und damit in z-Richtung biegeelastische Bleche. Zwischen den Blechen bestehen Ausbrüche, durch die der erste Strahlengang 7 des Bildverarbeitungssensors 4 verlaufen kann, da die Halteelemente defokussiert zum ersten Strahlengang 7 angeordnet sind.The front of the distal end of the optics 3 arranged stylus attachment 9 Includes a flexurally elastic, flexible stylus extension 16 , which is, for example, a glass or plastic fiber, and a holder 10 , from the holding elements 10a for fixing the button extension 16 out. The holder 10 connects the button header 9 with the coordinate measuring machine 1 or the optical sensor 2 , is therefore relative to the optical sensor 2 firmly arranged. The holding elements 10a are exemplified several, preferably three, distributed over the circumference thin and thus flexible in the z direction sheets. There are breakouts between the sheets, through which the first beam path 7 of the image processing sensor 4 can run, since the holding elements defocused to the first beam path 7 are arranged.

Von der Tasterverlängerung geht zumindest ein Antastelement 17, eine erste Marke 11b, die hier nach einer ersten Ausgestaltung durch das Antastformelement 17 gebildet wird, und eine zweite Marke 14 aus. Die zweite Marke 14 wird durch eine erste Struktur 12 gebildet, die beispielhaft das der Optik 3 zugewandte Ende der Tasterverlängerung 16 ist oder an dieser angebracht ist. Diese zweite Marke, und damit indirekt die Position des Antastelementes 17 in z-Richtung (Abstand) bei Berührung des Werkstücks 15, wird bei Einstellung des mittels des mit dem Bezugszeichen 8 angedeuteten Strahlengang des zweiten Arbeitsabstandes mit dem Abstandsensor 5 erfasst, indem sie beispielsweise als reflektierende oder teilreflektierende Fläche ausgebildet ist, also den Messstrahl des Abstandsensors 5 zumindest teilweise reflektiert. Ist diese Fläche teilreflektierend, wird ein Teil des Lichtes des Messstrahls des Abstandsensors 5 in die Faser 16 der Tasterverlängerung eingekoppelt und dient dazu, dass das Antastelement 17, oder sofern vorhanden die erste Marke 11a, leuchtet. Der Bildverarbeitungssensor 4 erfasst bei Einstellung des ersten Arbeitsabstandes, angedeutet durch den Strahlengang 7, 7b die erste Marke 11b und damit die Position des Antastelementes 17 bei Berührung mit dem Werkstück 15 in den lateralen x- und y- Richtungen. Alternativ ist nach einer zweiten Ausgestaltung vorgesehen, dass von der Tasterverlängerung 16 eine zweite Struktur 13, z.B. eine Verdickung, ausgeht, die die erste Marke 11a bildet, welche zur indirekten Bestimmung der lateralen Position des Antastelementes 15 mit dem Bildverarbeitungssensor 4 bei Einstellung des ersten Arbeitsabstandes, angedeutet durch die Strahlengänge 7, 7a, dient. Das Prinzip der optischen Bestimmung der Position bzw. Auslenkung eines Antastelementes 17 bei Berührung mit einem Werkstück 15 entspricht dem eines taktil-optischen Sensors. Durch abwechselndes Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Arbeitsabstand 7, 8 wird abwechselnd die laterale Position und der Abstand (vertikale Position) des Antastelementes 17 bestimmt und zu einer 3D-Position für einen Messpunkt zusammengefügt.From the probe extension is at least one probing element 17 , a first brand 11b , The here after a first embodiment by the Antastformelement 17 is formed, and a second mark 14 out. The second brand 14 is through a first structure 12 formed, which exemplifies that of optics 3 facing end of the probe extension 16 is or attached to this. This second mark, and thus indirectly the position of the probe 17 in z Direction (distance) when touching the workpiece 15 , is in setting the means of the reference numeral 8th indicated beam path of the second working distance with the distance sensor 5 detected, for example, by being formed as a reflective or partially reflective surface, so the measuring beam of the distance sensor 5 at least partially reflected. If this surface is partially reflecting, becomes a part of the light of the measuring beam of the distance sensor 5 in the fiber 16 coupled to the probe extension and serves to the probing element 17 , or, if available, the first mark 11a , shines. The image processing sensor 4 detected when setting the first working distance, indicated by the beam path 7 . 7b the first brand 11b and thus the position of the probing element 17 in contact with the workpiece 15 in the lateral x - and y - directions. Alternatively, it is provided according to a second embodiment, that of the probe extension 16 a second structure 13 , for example, a thickening, emanates the first mark 11a forms, which for indirect determination of the lateral position of the probe 15 with the image processing sensor 4 when setting the first working distance, indicated by the beam paths 7 . 7a , serves. The principle of optical determination of the position or deflection of a probing element 17 in contact with a workpiece 15 corresponds to a tactile-optical sensor. By alternately switching between the first and second working distance 7 . 8th becomes alternately the lateral position and the distance (vertical position) of the contact element 17 determined and assembled to a 3D position for a measuring point.

Erwähntermaßen ist auch vorgesehen, die Oberfläche des Werkstücks 15 direkt mit dem optischen Sensor 2 zu messen, wahlweise mit dem Bildverarbeitungssensor 4 oder, sofern vorhanden, dem optischen Abstandsensor 5, und zwar dann, wenn ein Tastervorsatz 9 nicht vorhanden oder vorhanden, aber nicht vor der Optik 3 bzw. vor dem optischen Sensor 2 angebracht ist, beispielsweise in einer Parkstation des Koordinatenmessgerätes abgelegt ist.It is also mentioned, the surface of the workpiece 15 directly with the optical sensor 2 to measure, optionally with the image processing sensor 4 or, if present, the optical proximity sensor 5 , and then, if a stylus attachment 9 not available or available, but not in front of the optics 3 or in front of the optical sensor 2 is mounted, for example, stored in a parking station of the coordinate measuring machine.

In einem bevorzugten Messmodus wird dabei der Bildverarbeitungssensor als Fokusvariationssensor oder Autofokussensor betrieben. In schneller Abfolge werden dabei nacheinander eine Vielzahl (Folge) von Arbeitsabständen einstellt, wobei mit der Umschaltung synchronisiert die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor angesteuert wird und Bilder aufgenommen werden. Der sich dabei ergebende Bilderstapel wird nach den bekannten Verfahren der Fokusvariation ausgewertet, um einen oder mehrere 3D-Messpunkte zu bestimmen, beispielsweise, indem in einem oder mehreren Teilbereichen der Bilder der Ort der größten Bildschärfe bzw. Bildkontrast ermittelt wird.In a preferred measurement mode, the image processing sensor is operated as a focus variation sensor or autofocus sensor. In rapid succession, a plurality (sequence) of working distances are set one after the other, the measurement being synchronized with the image processing sensor and pictures being recorded synchronized with the switchover. The resulting image stack is evaluated according to the known methods of focus variation in order to determine one or more 3D measurement points, for example, by determining the location of the greatest image sharpness or image contrast in one or more subregions of the images.

Anhand der 2 wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung eines Koordinatenmessgerätes 20 mit Drohnen 28 dargestellt. Das zu untersuchende Werkstück 26 ist dabei auf einem Messtisch 27 angeordnet, wie dies auch bei klassischen Koordinatenmessgeräten der Fall ist. Des Weiteren stehen verschiedene Sensoren 22-25 und ggf. benötigte Beleuchtungsvorrichtungen (Beleuchtungsmittel) 33 zur dimensionellen Messung des Werkstücks 26 zur Verfügung, und zwar beispielhaft ein taktiler Sensor 22, ein optischer Abstandsensor 23 wie Laserabstandsensor, beispielhaft Foucaultscher Lasersensor, ein Bildverarbeitungssensor 24 und ein Musterprojektionssensor 25, bestehend aus einer Musterprojektionseinheit (Beleuchtungseinheit bzw. Beleuchtungsmittel) 25a wie Streifenprojektor und einer Kamera 25b. Bei dem Beleuchtungsmittel 33 handelt es sich um eine Durchlichtbeleuchtungseinheit, bevorzugt kollimiertes Licht aussendend. Zudem dargestellt ist eine Wechselvorrichtung 29, in der vorübergehend nicht zur Messung eingesetzte Sensoren 22-25 abgelegt werden können. Die Messung wird durch eine Steuerung 21 koordiniert und ausgewertet. Zur Messung von Merkmalen bzw. Eigenschaften müssen die Sensoren 22-25 und das Werkstück 26 zueinander geführt werden, im Falle des taktilen Sensors 22 in Berührung gebracht werden. Bei klassischen Koordinatenmessgeräten besteht dazu eine physische Verbindung zwischen Messtisch 27 und den Sensoren 22-25 und das Aneinanderführen wird durch Antriebe und Führungen mit Maßstäben, auch Messachsen genannt, realisiert.Based on 2 is a preferred embodiment of the device according to the invention of a coordinate measuring machine 20 with drones 28 shown. The workpiece to be examined 26 is on a measuring table 27 arranged, as is the case with classical coordinate measuring machines. Furthermore, there are various sensors 22 - 25 and possibly required lighting devices (lighting means) 33 for the dimensional measurement of the workpiece 26 available, for example, a tactile sensor 22 , an optical distance sensor 23 like laser distance sensor, for example Foucaultscher laser sensor, an image processing sensor 24 and a pattern projection sensor 25 consisting of a pattern projection unit (lighting unit or lighting means) 25a like strip projector and a camera 25b , In the lighting means 33 it is a transmitted light illumination unit, preferably emitting collimated light. Also shown is a changing device 29 , in the sensors temporarily not used for the measurement 22 - 25 can be stored. The measurement is done by a controller 21 coordinated and evaluated. To measure features or properties, the sensors must 22 - 25 and the workpiece 26 to each other, in the case of the tactile sensor 22 be brought into contact. In classical coordinate measuring machines there is a physical connection to this between measuring table 27 and the sensors 22 - 25 and the juxtaposition is realized by drives and guides with scales, also called measuring axes realized.

Im Gegensatz dazu ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Messung unter Verwendung von einer oder mehrerer Drohnen 28 erfolgt. Beispielhaft sind in der 2 Drohnen 28 für sämtliche Komponenten des Koordinatenmessgerätes vorgesehen. Erfindungsgemäß ist aber auch vorgesehen, nur eine Drohne 28 für eine ausgewählte Komponente einzusetzen. Nach einer ersten Ausprägung nehmen separate Drohnen dauerhaft einen der Sensoren 22-25 auf oder eine oder mehrere Drohnen nehmen einen der Sensoren 22-25 zwischenzeitlich aus einer Wechselstation 29 auf und Führen den jeweiligen Sensor zur Messung an das auf dem ortsfesten Messtisch 27 angeordnete Werkstück 26. Der Messtisch 27 ist nicht notwendigerweise vorhanden, wenn es sich zum Beispiel beim Werkstück um ein bereits anderweitig montiertes Bauteil, beispielsweise eines Windrades handelt. Nach einer zweiten Ausprägung, insbesondere wenn es sich um Werkstücke geringeren Gewichtes handelt, kann das Werkstück 26 oder der Messtisch 27 mit dem Werkstück 26, ggf. zusätzlich zu den Sensoren 22-25, von einer Drohne 28 aufgenommen und zu den Sensoren 22-25 geführt werden, um die Messung auszuführen.In contrast, the invention provides that the measurement using one or more drones 28 he follows. Exemplary are in the 2 drones 28 provided for all components of the coordinate measuring machine. But according to the invention is also provided, only a drone 28 for a selected component. After a first development, separate drones permanently take one of the sensors 22 -25 or one or more drones take one of the sensors 22 - 25 in the meantime from a change station 29 and guide the respective sensor to the measurement on the fixed measuring table 27 arranged workpiece 26 , The measuring table 27 is not necessarily present if, for example, the workpiece is an already otherwise mounted component, such as a wind turbine. After a second expression, in particular when it comes to workpieces of lower weight, the workpiece can 26 or the measuring table 27 with the workpiece 26 , if necessary in addition to the sensors 22 - 25 , from a drone 28 taken and to the sensors 22 - 25 be guided to perform the measurement.

Beispielhaft wird die den taktilen Sensor 22 tragende Drohne 28 folgend in ihrem Aufbau und Funktion näher beschrieben. Die Erläuterungen gelten gleichermaßen für alle dargestellten Sonden 28. Hiernach weist eine erfindungsgemäße Sonde ein Antriebsmittel 32 zum eigenständigen Fliegen wie einen oder mehrere Propeller oder Düsen auf, des Weiteren ein für die Positionsbestimmung der Drohne 28 ausgelegtes Mittel 31 wie GPS-Einheit, zur Übertragung der Position zur Steuerung 21 ausgelegtes Mittel 30 wie Funkverbindungseinheit, einen zur Kollisionsvermeidung ausgelegten Annäherungssensor 37, ein zur Verbindung mit der Spannungsversorgungseinheit 35 vorgesehene Kopplung, beispielsweise zum Aufladen eines hier nicht dargestellten, von der Drohne getragenen Akkumulator-Elementes und eine Wechselschnittstelle 36 zur wahlweisen auswechselbaren Aufnahme und Ablage von Sensoren 22-25, Komponenten 22a, 25a, 25b oder Zusatzeinrichtungen 33 von bzw. in die Wechselvorrichtung 29, wobei die Wechselschnittstelle 36 beispielsweise eine magnetische Schnittstelle ist. Nicht dargestellt ist eine zwischen der Drohne 28 und der Wechselschnittstelle 36 oder direkt an der Drohne 28 oder der Wechselschnittstelle 36 angebrachte Dreh- oder Dreh-Schwenkvorrichtung, die zur Aufnahme und Drehung und/oder Schwenkung der Sensoren 22-25, Komponenten 22a, 25a, 25b oder Zusatzeinrichtungen 33 ausgebildet sind, um Messungen in einstellbaren Raumrichtungen auszuführen.As an example, the tactile sensor 22 carrying drone 28 following in their structure and function described in more detail. The explanations apply equally to all probes shown 28 , Hereinafter, a probe according to the invention has a drive means 32 for independent flight such as one or more propellers or nozzles on, further one for determining the position of the drone 28 designed means 31 like GPS unit, to transmit the position to the controller 21 designed means 30 like radio communication unit, a proximity sensor designed for collision avoidance 37 , on for connection to the power supply unit 35 provided coupling, for example, for charging a not shown here, carried by the drone accumulator element and an exchange interface 36 for selectively exchangeable recording and storage of sensors 22 - 25 , Components 22a . 25a . 25b or optional equipment 33 from or into the changing device 29 , where the change interface 36 for example, a magnetic interface. Not shown is one between the drone 28 and the changeover interface 36 or directly at the drone 28 or the interface 36 mounted rotary or rotary pivoting device for receiving and rotating and / or pivoting the sensors 22 - 25 , Components 22a . 25a . 25b or optional equipment 33 are designed to perform measurements in adjustable spatial directions.

Auch ist vorgesehen, dass das Mittel 30 der Drohne 28 mit dem Mittel 30 der Steuerung 21 derart kommuniziert, dass eine Positionsbestimmung der Drohne erfolgt, indem die Mittel 30 als Referenzsensor wie beispielsweise Radarsensor ausgebildet sind. Hierzu ist also beispielhaft vorgesehen, dass die Steuerung 21 die Position der Drohne 28 mit dem Mittel 30 erfasst, indem die Drohne 28 einen entsprechenden Sender oder Reflektor oder Marke trägt. Diese Positionsbestimmung ist auch zusätzlich zur Positionsbestimmung mittels GPS-Technik vorgesehen, um eine verbesserte Position der Drohne 28 zu ermitteln.It is also envisaged that the means 30 the drone 28 with the agent 30 the controller 21 so communicates that a position determination of the drone takes place by the means 30 are designed as a reference sensor such as radar sensor. For this purpose, it is thus provided by way of example that the controller 21 the position of the drone 28 with the agent 30 captured by the drone 28 carries a corresponding transmitter or reflector or mark. This position determination is also provided in addition to positioning using GPS technology to an improved position of the drone 28 to investigate.

Zum Aufladen des Akkumulator-Elementes sieht die Erfindung vor, dass Drohnen 28 automatisch oder durch den Bediener gesteuert die Spannungsversorgungseinheit 35 anfliegen und eine kabelgebundene, induktive oder kapazitive Kopplung aufbauen. Die Erfindung sieht auch vor, dass eine permanente kabelgebundene Kopplung der Drohne 28 mit der Spannungsversorgungseinheit 35 besteht, wodurch auf ein Akkumulator-Element verzichtet werden kann, jedoch nur ein unflexiblerer Einsatz möglich ist in Bezug auf mögliche Flugrouten und Anzahl der eingesetzten Drohnen.To charge the accumulator element, the invention provides that drones 28 automatically or by the operator controls the power supply unit 35 fly on and establish a wired, inductive or capacitive coupling. The invention also provides that a permanent wired coupling of the drone 28 with the power supply unit 35 exists, which can be dispensed with an accumulator element, but only a more inflexible use is possible in terms of possible routes and number of drones used.

In einer beispielhaften Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Werkstück 26 auf einem Messtisch 27 angeordnet ist. Eine erste Drohnen 28 trägt die Musterprojektionseinrichtung 25a, eine zweite Drohne 28 trägt eine Kamera 25b. Beide Drohnen fliegen die Umgebung des zu messenden Merkmals des Werkstücks 26 an und messen dieses. Alternativ kann auch eine Einheit aus beiden Komponenten 25a und 25b an einer einzelnen Drohne befestigt sein, um die Messung durchzuführen. Der Vorteil beim Einsatz separater Drohnen liegt darin, dass unterschiedliche Positionen zwischen Beleuchtung 25a und Kamera 25b eingenommen werden können.In an exemplary application of the device according to the invention it is provided that the workpiece 26 on a measuring table 27 is arranged. A first drone 28 carries the pattern projection device 25a , a second drone 28 is wearing a camera 25b , Both drones fly around the feature of the workpiece to be measured 26 and measure this. Alternatively, a unit of both components 25a and 25b be attached to a single drone to perform the measurement. The advantage of using separate drones is that different positions between lighting 25a and camera 25b can be taken.

Bei einer beispielhaften erweiterten Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass das Werkstück 26 auf einem Messtisch 27 angeordnet ist, der eine Durchstrahlung von der Unterseite zulässt, indem der Messtisch 27 eine entsprechende Öffnung oder transparenten Bereich wie Glasplatte aufweist. Wahlweise wird der Messtisch von einer Drohne 28 getragen, die ebenfalls eine Durchstrahlung von der Unterseite zulässt. Das Werkstück 26 ist derart positioniert, dass eine eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 33 tragende Drohne 28 an der Unterseite des Messtisches 27 positionierbar ist. Eine weitere Drohne 28 trägt einen Bildverarbeitungssensor 24 und wird oberhalb des Werkstücks 26 angeordnet, fliegt also entsprechende Position im Raum an, und misst in dieser Anordnung ein Merkmal des Werkstücks 26.In an exemplary extended application of the device according to the invention it is provided that the workpiece 26 on a measuring table 27 is arranged, which allows a transmission from the bottom, by the measuring table 27 has a corresponding opening or transparent area such as glass plate. Optionally, the measuring table is powered by a drone 28 worn, which also allows a transmission from the bottom. The workpiece 26 is positioned such that a transmitted light illumination device 33 carrying drone 28 at the bottom of the measuring table 27 is positionable. Another drone 28 carries an image processing sensor 24 and gets above the workpiece 26 arranged so flying to corresponding position in space, and measures in this arrangement, a feature of the workpiece 26 ,

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist auch vorgesehen, dass die Bestückung des Messtisches 27 mit dem Werkstück 26 durch eine Drohne 28 erfolgt. Eine hier nicht dargestellte Drohne 28 weißt dazu, vorzugsweise an ihrer Unterseite ein Greifelement auf, das das zu messende Werkstück an die Drohnen 28 ankoppeln und wieder freigeben kann. In a further embodiment of the invention, it is also provided that the assembly of the measuring table 27 with the workpiece 26 through a drone 28 he follows. A drone not shown here 28 know this, preferably on its underside a gripping element on which the workpiece to be measured to the drones 28 can dock and release again.

Die für die Umsetzung des erfinderischen Verfahrens notwendigen Flugrouten können anhand der Solldaten des Werkstücks 26 und den zu messenden Merkmalen von der Steuerung 21 automatisch berechnet werden. Beim Fliegen werden Kollisionen zusätzlich durch den Einsatz der Annährungssensoren 37 vermieden.The necessary for the implementation of the inventive method flight routes can be based on the desired data of the workpiece 26 and the features to be measured by the controller 21 be calculated automatically. When flying collisions are additionally through the use of the proximity sensors 37 avoided.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1071922 A1 [0002]
DE 102016209557 [0042]

Claims

Coordinate measuring machine (1) with at least one optical sensor (2) comprising at least one optical system (3), an image processing sensor (4) designed to measure the lateral position (x and y direction) of at least one light spot, light spot, contrast transition and / or an edge of a first mark (IIa, 11b) and / or workpiece (15), and an optical distance sensor (5) designed to measure the distance (z-direction) to a second mark (14) and / or to a surface a workpiece (15), characterized in that the optical system (3) for adjusting the working distance (7, 7a, 7b, 8) at least a single adjustable in its focal length optical element (6), which preferably a liquid lens (6 ), and in that this optical element (6) is designed to set at least a first (7, 7a, 7b) and a second working distance (8), wherein preferably the first working distance (7, 7a, 7b) is greater than the second working distance (8) once is ellable.

Method for the dimensional measurement of features on a workpiece by determining measuring points with a coordinate measuring machine with at least one optical sensor, the at least one optical system, an image processing sensor for detecting the lateral position (x and y direction) of at least one light spot, light spot, contrast transition and or an edge of a first mark and / or workpiece, and an optical distance sensor for measuring the distance (z-direction) to a second mark and / or to a surface of a workpiece, characterized in that optionally with the image processing sensor and / or or the distance sensor is measured in a variably adjustable working distance of the optics, wherein the working distance of the optics is adjusted by changing the focal length of at least a single focal length adjustable in its optical element, which is preferably a liquid lens, preferably a first and second working distance is set, wherein particularly preferably the first working distance is set greater than the second working distance.

Method for the dimensional measurement of a workpiece, in particular a tool with a cutting edge, by detecting a plurality of surface measuring points with an optical distance sensor, in particular according to the chromatic or chromatic confocal principle or foucault's principle or focus variation principle, wherein the workpiece or tool to be measured is clamped in an axis of rotation and surface measuring points are recorded in a plurality of rotational positions of the rotation axis, and preferably wherein the measuring direction of the optical distance sensor is aligned perpendicular or nearly perpendicular to the direction of the axis of rotation, characterized in that the measuring beam of the optical distance sensor is aligned with a surface region of the workpiece or tool is offset in relation to the outer contour, in particular cutting edge of the workpiece or tool radially in the direction of the axis of rotation, and wherein the workpiece or tool and optical distance sensor rel Ativ each other in the axial direction, ie in the direction of the axis of rotation, be tracked when changing the rotational position of the workpiece or tool so that each detected with the optical distance sensor area constant distance in the measuring direction of the distance sensor, in particular each detected area in a plane with the Rotary axis is located.

Method for inspection or dimensional measurement of a workpiece using a coordinate measuring machine (CMM), in particular computer tomographs, wherein before, during or after the measurement of actual data of the workpiece with the CMM, a recognition code attached to the workpiece, in particular bar code, bar code, QR code Code or RFID code is read out and further processed, in particular identification code is automatically read out by the coordinate measuring machine or read out manually by the operator, characterized in that the identification code is transmitted to an evaluation computer and based on the recognition code a workpiece associated reference data set, such as Spindle data of a machine tool, read from a storage unit such as database and compared with the measured actual data (measured data).

Device comprising a coordinate measuring machine (20) comprising at least one control (21), one or more sensors (22-25) and preferably a measuring table (27) receiving the workpiece (26) to be measured, characterized in that the device is at least a self-contained drone (28), wherein at least one sensor (22-25) and / or a component (22a) of a sensor and / or at least the measuring table (27) and / or a changing device (29) from a drone (28), and that the controller (21) of the coordinate measuring machine (20) is connected to means (30, 31) adapted to determine the position of the drones (28) in space.

Method for the dimensional measurement of features and / or properties of workpieces preferably using the device according to at least one of Claims 1 to 5 , characterized in that for the determination of measuring points on the workpiece, the workpiece is picked up by a drone and guided for measurement to the respective sensor to be used and / or or at least one sensor for measuring the workpiece is picked up by a drone and guided to the measurement object, the position of the drones in space being transferred to the control of the coordinate measuring machine and used in the determination of the measurement points.

A method for operating a tactile-optical sensor, comprising at least a flexurally elastic probe extension such as fiber with a distal end mounted contact element for contacting the surface of a workpiece, an image processing sensor, which is arranged on the side facing away from the workpiece of the probe extension, and preferably one of the stylus extension outgoing mark such as spherical thickening of the probe extension, the image sensor determines the lateral deflection of the probe or the mark on contact of the probe with the surface of a workpiece, preferably for the dimensional measurement of geometric properties of workpieces with a coordinate measuring machine, characterized in that Release (retracting) of the probe from the surface of the workpiece to be measured, workpiece and probe extension in the direction of the axis of the probe extension or in one direction with a em angle to the direction of the axis of the probe extension of less than 45 °, preferably less than 20 °, more preferably less than 5 ° is moved.