DE102023117023A1 - Method for operating a coordinate measuring machine and device for carrying it out - Google Patents

Method for operating a coordinate measuring machine and device for carrying it out Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erzeugung und/oder Bearbeitung von Werkstücken zugeordneten Daten, die automatisch durch eine Software und/oder zumindest teilweise manuell durch einen Bediener in einer Software ausgeführt wird, wobei die Software ausgebildet ist zur Erstellung eines aus zumindest einem Teil der Daten erzeugten Messprogramms für ein zur Messung der geometrischen Eigenschaften des Werkstücks ausgebildetes Koordinatenmessgerät oder ausgebildeten Computertomografen.The invention relates to a device and a method for generating and/or processing data associated with workpieces, which is carried out automatically by software and/or at least partially manually by an operator in software, the software being designed to create one at least part of the data generated measurement program for a coordinate measuring machine or computer tomograph designed to measure the geometric properties of the workpiece.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Erzeugung und Bearbeitung von Werkstücken zugeordneten Daten und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit einer Datenverarbeitungseinrichtung, die zur Erstellung von Messprogrammen für ein Koordinatenmessgerät oder Computertomografen ausgebildet ist.The subject of the invention is a method for generating and processing data associated with workpieces and a device for carrying out the method with a data processing device which is designed to create measurement programs for a coordinate measuring machine or computer tomograph.

Bei den bekannten Verfahren zum Umgang mit dem Werkstück zugeordneten Daten wird grundlegend unterschieden zwischen auf der einen Seite den Design-Daten bzw. Soll-Daten des Werkstücks, zumeist definiert durch Zeichnungen bzw. CAD-Modelle (CAD-Daten) und für die Herstellung des Werkstücks definierte Daten, zusammengefasst auch als PMI-Daten (Product and Manufacturing Information) in einer PMI-Datenquelle wie Step-Datei, JT-Datei oder QIF-Datei, und auf der anderen Seite den Messdaten (Ist-Daten), die für geometrische Eigenschaften des Werkstücks mit einem Messgerät wie Koordinatenmessgerät (KMG) oder Computertomograf (CT) bestimmt werden. Dabei handelt es sich überwiegend um dimensionelle Messdaten, teilweise auch um Messdaten, die im Inneren von Werkstücken liegende Merkmale wie Einschlüsse, Lunker usw. beschreiben, wenn CTs oder andere durchdringende Messverfahren zum Einsatz kommen.In the known methods for handling data assigned to the workpiece, a fundamental distinction is made between, on the one hand, the design data or target data of the workpiece, mostly defined by drawings or CAD models (CAD data) and for the production of the Workpiece-defined data, also summarized as PMI data (Product and Manufacturing Information) in a PMI data source such as a step file, JT file or QIF file, and on the other hand the measurement data (actual data) that is used for geometric Properties of the workpiece can be determined using a measuring device such as a coordinate measuring machine (CMM) or computer tomography (CT). These are predominantly dimensional measurement data, and sometimes also measurement data that describe features inside workpieces such as inclusions, voids, etc. when CTs or other penetrating measurement methods are used.

Bekannte Software für die Erzeugung von PMI-Daten umfasst die Definition der Design-Daten und teilweise die Vorgaben für Rechenvorschriften, wie Messwerte bei der späteren Messung mit einem (bis dahin unbekannten) Messgerät zu geometrischen Eigenschaften verknüpft werden sollen. Es handelt sich dabei um einfache Rechenoperationen wie „+“, „-" oder „Gauss-Fit“, um Abstände oder Fit-Geraden, Fit-Ebenen usw. zu bilden und welche Bezüge zu beachten sind. Diese werden in Form sogenannter „PMI-Fähnchen“ den PMI-Daten angehangen und können durch eine entsprechend ausgebildete Messgeräte-Software eingelesen werden. Das nachträgliche Ändern dieser PMI-Daten, das Ergänzen von fehlenden Daten über den Messprozess sowie das Verknüpfen von PMI-Daten zur Berechnung verknüpfter geometrischen Eigenschaften ist nicht bekannt, ebenso wie das Exportieren ergänzter PMI-Daten in eine PMI-Datenquelle.Well-known software for generating PMI data includes the definition of the design data and, in some cases, the specifications for calculation rules on how measured values should be linked to geometric properties during later measurements with a (previously unknown) measuring device. These are simple arithmetic operations such as “+”, “-” or “Gauss fit” to form distances or fit lines, fit levels, etc. and which references have to be taken into account. These are in the form of so-called “PMI Flags" are attached to the PMI data and can be read in by appropriately trained measuring device software. Subsequently changing this PMI data, adding missing data via the measuring process and linking PMI data to calculate linked geometric properties is not possible known, as well as exporting supplemented PMI data to a PMI data source.

Die Verknüpfung zwischen den PMI-Daten und den für die Erzeugung der Messdaten notwendigen Informationen über das verwendete Messgerät und die Auswertevorschriften ist nach dem Stand der Technik also unzureichend, wodurch eine automatisierte Messung anhand der vorher durch beispielsweise den Konstrukteur festgelegten PMI-Daten, aber selbst eine halbautomatische Messung mit Bedienereingriff nicht oder nur aufwendig möglich ist. Insbesondere die für den Messprozess benötigten Daten stehen beim Erstellen der PMI-Daten noch nicht zur Verfügung. Bekannte Software, die zur Erstellung der PMI-Daten existiert, hat keine Verbindung und keine Informationen über das zur Messung der in den Zeichnungen tolerierten geometrischen Merkmalen später zu verwendende Messgerät. Es ist somit nicht möglich, in den PMI-Daten Informationen für den Messprozess (auch Messablaufdaten genannt) zu definieren. Diese Informationen beziehen sich unter anderem auf die Art des Messgerätes, insbesondere den einzusetzenden Sensor eines Koordinatenmessgerätes, dessen Messparameter bzw. Einstellparameter, die Messvorschrift für die Lage und Verknüpfung der für die Auswertung der jeweiligen geometrischen Eigenschaften des Werkstücks aufzunehmenden Messpunkte am Werkstück, aber auch die Verknüpfung von Maßen zu verknüpften geometrischen Eigenschaften. Es fehlt also die Möglichkeit, Auswertevorschriften in den PMI-Daten zu hinterlegen. Auch ist ungelöst, dass beim Fehlen von CAD-Daten PMI-Daten hinterlegt werden können und dass fehlende PMI-Daten ergänzt und in der PMI-Datenquelle gespeichert und somit weitergegeben werden können, beispielsweise zwischen unterschiedlichen Messgeräten weitergegeben werden können.The link between the PMI data and the information about the measuring device used and the evaluation regulations necessary for generating the measurement data is inadequate according to the state of the art, which means that automated measurement based on the PMI data previously determined by, for example, the designer, but itself a semi-automatic measurement with operator intervention is not possible or only possible with great effort. In particular, the data required for the measurement process is not yet available when the PMI data is created. Known software that exists to create the PMI data has no connection and no information about the measuring device to be used later to measure the geometric features tolerated in the drawings. It is therefore not possible to define information for the measurement process (also called measurement process data) in the PMI data. This information relates, among other things, to the type of measuring device, in particular the sensor of a coordinate measuring machine to be used, its measuring parameters or setting parameters, the measuring instructions for the position and linking of the measuring points on the workpiece to be recorded for the evaluation of the respective geometric properties of the workpiece, but also the Linking dimensions to linked geometric properties. There is therefore no possibility of storing evaluation regulations in the PMI data. It is also unresolved that if CAD data is missing, PMI data can be stored and that missing PMI data can be supplemented and stored in the PMI data source and thus passed on, for example between different measuring devices.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für die Berechnung von geometrischen Eigenschaften ggf. fehlende Soll-Elemente oder Messelemente, beispielsweise, weil diese nicht in den PMI-Daten hinterlegt wurden (z.B. Symmetrieebenen bzw. zur Bildung dieser zu messende Messelemente) oder beim Export aus einer zur Erzeugung von PMI-Daten geeigneten Software oder Import in eine zur Verarbeitung der PMI-Daten vorgesehenen Software verloren gegangen sind bzw. die Verknüpfung zwischen Soll-Elementen (wie Symmetriebenenen) und zur Bildung dieser zu messenden Messelementen verloren gegangen ist. Ebenso besteht keine Möglichkeit, falsche Zeichnungseinträge, also zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaft falsch zugeordnete Soll-Elemente bzw. Messelemente (z.B. bemaßte Kante anstatt bemaßter Abstand zwischen zwei Flächen) oder nicht messbare Soll-Elemente (z.B. Symmetrieebenen) zu korrigieren. Zumeist nicht messbare Elemente sind beispielsweise am Werkstück tolerierte Symmetrieebenen. Diese liegen zumeist am Werkstück nicht körperlich vor, können also nicht gemessen werden. Stattdessen müssten am Werkstück körperlich vorliegende Elemente, z.B. Ebenen, also Flächen als Messelemente verwendet werden und diese den Symmetrieebenen zugeordnet werden oder diese ersetzten. Eine entsprechende Funktionalität bietet der Stand der Technik jedoch nicht.Another disadvantage is that target elements or measuring elements may be missing for the calculation of geometric properties, for example because they were not stored in the PMI data (e.g. planes of symmetry or measuring elements to be measured to form these) or during export a software suitable for generating PMI data or import into software intended for processing the PMI data has been lost or the link between target elements (such as symmetry planes) and the measurement elements to be measured to form these has been lost. There is also no way to correct incorrect drawing entries, i.e. target elements or measuring elements that are incorrectly assigned to determine the geometric property (e.g. dimensioned edge instead of dimensioned distance between two surfaces) or target elements that cannot be measured (e.g. planes of symmetry). Elements that are mostly not measurable are, for example, tolerated planes of symmetry on the workpiece. These are usually not physically present on the workpiece and therefore cannot be measured. Instead, elements physically present on the workpiece, e.g. planes, i.e. surfaces, would have to be used as measuring elements and these would have to be assigned to the symmetry planes or replace them. However, the state of the art does not offer a corresponding functionality.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bekannte Verfahren zur Erzeugung von PMI-Daten dahingehend weiterzubilden, dass für die spätere Messung von geometrischen Eigenschaften des Werkstücks benötigte Daten, dem Werkstück bzw. dessen PMI-Daten zugeordnet werden können, und dass PMI-Daten bearbeitet, insbesondere ergänzt bzw. korrigiert, und in der PMI-Datenquelle gespeichert werden können. Auch ist es Aufgabe, durch Messung mit einem Messgerät oder durch Eingabe eines Bedieners erzielte Daten den PMI-Daten, also der PMI-Datenquelle des Werkstücks zuzuordnen.A further object of the present invention is therefore to use the known methods for the generation of PMI data in such a way that data required for the later measurement of geometric properties of the workpiece can be assigned to the workpiece or its PMI data, and that PMI data is processed, in particular supplemented or corrected, and in the PMI data source can be saved. It is also the task of assigning data obtained through measurement with a measuring device or through input by an operator to the PMI data, i.e. the PMI data source of the workpiece.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass eine zur Erstellung, und vorzugsweise Ausführung, von Messprogrammen für die Messung geometrischen Eigenschaften des Werkstücks mit einem Koordinatenmessgerät ausgebildete Software um eine Funktionalität für die Erzeugung und/oder Bearbeitung von PMI-Daten erweitert wird. Mit Koordinatenmessgerät ist im Folgenden auch gemeint: Multisensor-Koordinatenmessgerät, Computertomograf und als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeter Computertomograf. Die erfindungsgemäße Software weist zudem eine Funktionalität auf, die es erlaubt, die ergänzten oder bearbeiteten PMI-Daten in einer PMI-Datenquelle zu speichern bzw. zu exportieren.To solve this, the invention provides that software designed to create, and preferably execute, measuring programs for measuring geometric properties of the workpiece with a coordinate measuring machine is expanded to include functionality for generating and/or processing PMI data. In the following, coordinate measuring machine also means: multi-sensor coordinate measuring machine, computer tomograph and computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or multi-sensor coordinate measuring machine. The software according to the invention also has a functionality that allows the supplemented or edited PMI data to be saved or exported to a PMI data source.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung und/oder Bearbeitung von Werkstücken zugeordneten Daten (PMI-Daten, auch Soll-Daten bzw. Soll-Elemente), vorzugsweise CAD-Daten, und/oder für die Ausführung eines Messprogramms zur Messung von geometrischen Eigenschaften des Werkstücks verwendete Messablaufdaten, zeichnet sich dadurch aus, dass die Erzeugung und/oder Bearbeitung der PMI-Daten und vorzugsweise der Messablaufdaten, automatisch durch eine Software und/oder zumindest teilweise manuell durch einen Bediener in einer Software ausgeführt wird, wobei die Software ausgebildet ist zur Erstellung, und vorzugsweise Ausführung, eines aus zumindest einem Teil der PMI-Daten erzeugten Messprogramms für ein zur Messung der geometrischen Eigenschaften des Werkstücks ausgebildetes Koordinatenmessgerät, vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät, oder ausgebildeten Computertomografen oder als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen.A method according to the invention for generating and/or processing data associated with workpieces (PMI data, also target data or target elements), preferably CAD data, and/or used for executing a measuring program for measuring geometric properties of the workpiece Measurement process data, is characterized in that the generation and/or processing of the PMI data and preferably the measurement process data is carried out automatically by software and/or at least partially manually by an operator in software, the software being designed to create, and preferably execution of a measurement program generated from at least part of the PMI data for a coordinate measuring machine designed to measure the geometric properties of the workpiece, preferably a multisensor coordinate measuring machine, or a computer tomograph designed or a computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or a multisensor coordinate measuring machine.

PMI-Daten umfassen unter anderem auch Soll-Daten des Werkstücks, häufig in Form von CAD-Daten und/oder Soll-Elementen, die die Sollgestalt des Werkstücks beschreiben (Sollbeschreibung). Diese sind dem Werkstück bzw. den einzelnen Elementen des Werkstücks zugeordnet. Als geometrische Eigenschaften oder auch geometrische Beschreibungen des Werkstücks bezeichnet werden die anhand der Soll-Gestalt des Werkstücks definierten bzw. durch Messung der Ist-Gestalt des Werkstücks ermittelten geometrischen Abmessungen, Winkel, Abstände usw. einzelner Werkstückbereiche. Geometrische Eigenschaften bzw. geometrische Beschreibungen werden in Form von Messelementen, Handelementen und Rechenelementen dargestellt, die beispielsweise Punkte, Geraden, Kreise, Ebenen, Kugeln, Abstände, Winkel usw. bzw. diesen zugeordneten Positionen, Orientierungen und/oder Abmessungen umfassen. Messelemente sind dabei gemessene, Handelemente vom Bediener eingegebene und Rechenelemente aus Messelementen und/oder Handelementen und/oder Rechenelementen verknüpfte geometrische Beschreibungen.PMI data also includes, among other things, target data of the workpiece, often in the form of CAD data and/or target elements that describe the target shape of the workpiece (target description). These are assigned to the workpiece or the individual elements of the workpiece. Geometric properties or geometric descriptions of the workpiece refer to the geometric dimensions, angles, distances, etc. of individual workpiece areas that are defined based on the target shape of the workpiece or determined by measuring the actual shape of the workpiece. Geometric properties or geometric descriptions are represented in the form of measuring elements, hand elements and computing elements, which include, for example, points, straight lines, circles, planes, spheres, distances, angles, etc. or positions, orientations and/or dimensions assigned to them. Measuring elements are geometric descriptions that are measured, hand elements entered by the operator and calculation elements from measuring elements and/or hand elements and/or calculation elements.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Software ausgebildet ist für die Bemaßung, insbesondere Bemaßung basierend auf den PMI-Daten, von Werkstücken oder geometrischen Eigenschaften von Werkstücken zugeordneten CAD-Modellen, CAD-Elementen (CAD-Modell-Elementen), Soll-Elementen, Messelementen, Handelementen und/oder Rechenelementen.In particular, the invention is characterized in that the software is designed for dimensioning, in particular dimensioning based on the PMI data, CAD models, CAD elements (CAD model elements), assigned to workpieces or geometric properties of workpieces -Elements, measuring elements, hand elements and/or computing elements.

Unter Bemaßung wird hier unter anderem verstanden, dass auszuwertende geometrische Eigenschaften des Werkstücks automatisch, halbautomatisch (also mit Unterstützung des Bedieners) oder manuell durch den Bediener ausgewählt und damit verbundene Messungen und/oder Rechenoperationen definiert werden, aber auch dazu notwendige Einstellungen für die Messung bzw. die Messung selbst vorgenommen werden. Bemaßung kann auch notwendige Verknüpfungen zwischen geometrischen Eigenschaften umfassen. Der Vorgang der Bemaßung erfolgt unter Zuhilfenahme von den PMI-Daten zugeordneten Anzeigeelementen in der Software wie sog. „PMI-Fähnchen“ (Fenster in einer 2D- oder 3D-Darstellung der Soll-Daten wie CAD des Werkstücks, die den einzelnen Bemaßungen zugeordnet sind) oder Elementen in einer Baumstruktur, wie dies aus Messprogrammen für Koordinatenmessgeräte bekannt ist.Dimensioning here means, among other things, that the geometric properties of the workpiece to be evaluated are selected automatically, semi-automatically (i.e. with the support of the operator) or manually by the operator and the associated measurements and/or calculation operations are defined, but also the necessary settings for the measurement or . the measurement must be carried out yourself. Dimensioning can also include necessary links between geometric properties. The dimensioning process is carried out with the help of display elements in the software assigned to the PMI data, such as so-called “PMI flags” (windows in a 2D or 3D representation of the target data such as the CAD of the workpiece, which are assigned to the individual dimensions ) or elements in a tree structure, as is known from measuring programs for coordinate measuring machines.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die erzeugten und/oder bearbeiteten PMI-Daten den jeweils zu messenden geometrischen Eigenschaften des Werkstücks zugeordnet werden.It is preferably provided that the generated and/or processed PMI data is assigned to the geometric properties of the workpiece to be measured.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass zumindest einer der folgenden Schritte durch die Software ausgeführt wird, vorzugsweise mittels der Software durch den Bediener ausführbar ist:

  • - Einladen von dem Werkstück, insbesondere geometrischen Eigenschaften des Werkstücks bereits zugeordneter PMI-Daten (Soll-Geometrien und/oder Soll-Elementen wie CAD-Modell-Elementen) aus einer Datenquelle wie beispielsweise Step-Datei, JT-Datei oder QIF-Datei,
  • - zur Verfügung stellen der eingeladenen PMI-Daten für die Bearbeitung und/oder Ergänzung,
  • - Erzeugung der Sollbeschreibung geometrischer Eigenschaften durch Auswahl von Soll-Elementen, vorzugsweise durch Auswahl von Einträgen in einer Baumstruktur,
  • - Erzeugung der Definition geometrischer Eigenschaft, beispielsweise durch anwählen von PMI-Daten zugeordneter, auf einer Anzeigeeinheit wie Bildschirm in Form sogenannter „PMI-Fähnchen“ und/oder in einer Baumstruktur dargestellter und anwählbarer Symbole, vorzugsweise nach einer Norm, besonders bevorzugt nach einer ISO- oder ASME-Norm,
  • - Darstellung der der geometrischen Eigenschaften und/oder diesen zugeordneten Bemaßungen („PMI-Fähnchen“ oder Baumstruktur)
  • - Speichern und/oder exportieren bearbeiteter und/oder erzeugter PMI-Daten, zumindest der Soll-Geometrie mit der Sollbeschreibung geometrischer Eigenschaften und vorzugsweise der zugeordneten Messvorschrift bzw. Messparametern, in einer dem Werkstück zugeordneten Datenquelle wie beispielsweise Step-Datei, JT-Datei oder QIF-Datei, insbesondere in semantisch maschinenlesbarer Form,
  • - Messen und/oder Berechnen von Ist-Daten zu den Soll-Geometrien und/oder Soll-Elementen wie CAD-Modell-Elementen, insbesondere
    • ◯ Messung von Soll-Punktewolken und/oder
    • ◯ Berechnung von Rechenelementen und/oder
    • ◯ Erzeugung von Handelemente.
It should also be emphasized that at least one of the following steps is carried out by the software, preferably can be carried out by the operator using the software:
  • - Inviting PMI data (target geometries and/or target elements such as CAD model elements) already assigned to the workpiece, in particular geometric properties of the workpiece, from a data source such as for example step file, JT file or QIF file,
  • - make the invited PMI data available for editing and/or addition,
  • - Generation of the target description of geometric properties by selecting target elements, preferably by selecting entries in a tree structure,
  • - Generation of the definition of geometric properties, for example by selecting symbols assigned to PMI data, displayed and selectable on a display unit such as a screen in the form of so-called “PMI flags” and/or in a tree structure, preferably according to a standard, particularly preferably according to an ISO - or ASME standard,
  • - Display of the geometric properties and/or dimensions assigned to them (“PMI flags” or tree structure)
  • - Saving and/or exporting edited and/or generated PMI data, at least the target geometry with the target description of geometric properties and preferably the assigned measuring rule or measuring parameters, in a data source assigned to the workpiece, such as a step file, JT file or QIF file, especially in a semantically machine-readable form,
  • - Measuring and/or calculating actual data for the target geometries and/or target elements such as CAD model elements, in particular
    • ◯ Measurement of target point clouds and/or
    • ◯ Calculation of calculation elements and/or
    • ◯ Generation of hand elements.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die PMI-Daten zumindest eine der folgenden Informationen enthalten und/oder die Software ausgebildet ist, um diese zu ergänzen:

  • - Beschreibung der Soll-Gestalt des Werkstücks (CAD-Modell) und/oder zumindest einer oder mehrerer geometrischer Eigenschaften des Werkstücks (CAD-Elemente),
  • - Anzeigevorschrift für die Darstellung der geometrischen Eigenschaften und/oder diesen zugeordneten Bemaßungen („PMI-Fähnchen“) wie Sollwerten, Toleranzwerten, Messwerten, Bezüge, beispielsweise in Bezug auf die Darstellungsform wie Darstellungsfarbe und/oder -orientierung und/oder - position, Maßpfeilart und -dicke,
  • - Messvorschrift für die Lage der für die Auswertung der jeweiligen geometrischen Eigenschaften des Werkstücks aufzunehmenden Messpunkte am Werkstück,
  • - Zuordnung des für die Messung der Messpunkte jeweils zu verwendenden Sensors und/oder Sensorart bzw. Messprinzip,
  • - Zuordnung der Messvorschrift bzw. Messparameter für den oder die zur Aufnahme der Messpunkte am Werkstück zu verwendenden Sensor und/oder Sensorart bzw. Messprinzip, wie beispielsweise Sensoreinstellungen (Einstellparameter) wie Licht, Integrationszeit bei optischen Sensor oder beispielsweise Tastereigenschaften wie Tastkugeldurchmesser, Tasterlänge, Tastersteifigkeit und/oder Soll-Auslenkung bei taktilen Sensoren,
  • - Auswertevorschrift für die Verknüpfung der für die Auswertung der jeweiligen geometrischen Eigenschaften des Werkstücks aufgenommenen Messpunkte am Werkstück, vorzugsweise Einstellung der Filterung,
  • - Auswertevorschrift für geometrische Eigenschaften des Werkstücks, die auf der Verknüpfung einer oder mehrerer weiterer geometrischer Eigenschaften des Werkstücks beruhen (verknüpfte geometrische Eigenschaften).
The invention is also characterized in that the PMI data contains at least one of the following information and/or the software is designed to supplement this:
  • - Description of the target shape of the workpiece (CAD model) and/or at least one or more geometric properties of the workpiece (CAD elements),
  • - Display rule for the representation of the geometric properties and/or dimensions assigned to them (“PMI flags”) such as target values, tolerance values, measured values, references, for example in relation to the form of representation such as display color and/or orientation and/or position, dimension arrow type and thickness,
  • - Measuring instructions for the position of the measuring points on the workpiece to be recorded for the evaluation of the respective geometric properties of the workpiece,
  • - Assignment of the sensor and/or sensor type or measuring principle to be used for measuring the measuring points,
  • - Assignment of the measuring specification or measuring parameters for the sensor and/or sensor type or measuring principle to be used to record the measuring points on the workpiece, such as sensor settings (setting parameters) such as light, integration time for optical sensors or, for example, probe properties such as probe ball diameter, probe length, probe stiffness and/or target deflection for tactile sensors,
  • - Evaluation rule for linking the measuring points recorded on the workpiece for the evaluation of the respective geometric properties of the workpiece, preferably setting the filtering,
  • - Evaluation rule for geometric properties of the workpiece, which are based on the linking of one or more further geometric properties of the workpiece (linked geometric properties).

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass anhand der Bemaßungen Messablaufdaten für Messprogramme erzeugt werden, vorzugsweise Messprogramme für Koordinatenmessgeräte und/oder Computertomografen, besonders bevorzugt unter Verwendung mehrerer Sensoren, insbesondere Sensoren unterschiedlichen Messprinzips, vorzugsweise mehrerer Sensoren, die innerhalb eines Multisensor-Koordinatenmessgerätes oder eines als Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen betrieben werden.In particular, the invention is characterized in that measurement sequence data for measurement programs are generated based on the dimensions, preferably measurement programs for coordinate measuring machines and/or computer tomographs, particularly preferably using several sensors, in particular sensors with different measuring principles, preferably several sensors which are within a multi-sensor coordinate measuring machine or a computer tomograph designed as a multi-sensor coordinate measuring machine.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass halb- oder vollautomatisch die Auswertung von geometrischen Eigenschaften mittels des Messprogramms erfolgt, insbesondere

  • - die Auswahl der auszuwertenden geometrischen Eigenschaften,
  • - wenn erforderlich die manuelle und/oder automatische Ergänzung fehlender Parameter wie Messparameter,
  • - die Messung der den Soll-Elementen zuzuordnenden Ist-Elemente und/oder
  • - die automatische Berechnung der Ist-Werte der geometrischen Eigenschaften.
It is preferably provided that the evaluation of geometric properties takes place semi-automatically or fully automatically using the measuring program, in particular
  • - the selection of the geometric properties to be evaluated,
  • - if necessary, the manual and/or automatic addition of missing parameters such as measurement parameters,
  • - the measurement of the actual elements to be assigned to the target elements and/or
  • - the automatic calculation of the actual values of the geometric properties.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass halb- oder vollautomatisch mittels der Software, fehlende oder geometrischen Eigenschaften fehlerhaft zugeordnete Messelemente und/oder Soll-Elemente ergänzt bzw. korrigiert werden, insbesondere

  • - fehlende Messelemente und/oder Soll-Elemente ergänzt werden, die für die Bestimmung der geometrischen Eigenschaften, insbesondere verknüpfter geometrischer Eigenschaften, benötigt werden, beispielsweise Symmetrieebenen, und/oder
  • - fehlende Messelemente und/oder Soll-Elemente ergänzt werden, die für die Bestimmung der geometrischen Eigenschaften, insbesondere verknüpfter geometrischer Eigenschaften, benötigt werden und beim Export der PMI-Daten aus einer zur Erstellung von PMI-Daten geeigneten weiteren Software und/oder beim Import in die Software verloren gegangen sind, und/oder
  • - geometrischen Eigenschaften fehlerhaft zugeordnete Messelemente und/oder Soll-Elemente korrigiert werden, indem die fehlerhaften Elemente aus den PMI-Daten entfernt werden und geeignete Elemente eingefügt werden, beispielsweise falsche Bezüge korrigiert werden und/oder nicht messbare Messelemente durch messbare ersetzt werden.
The invention is also characterized by the fact that semi-automatically or fully automatically using the software, missing or geometric properties Incorrectly assigned measuring elements and/or target elements are supplemented or corrected, in particular
  • - missing measuring elements and/or target elements are added that are required for determining the geometric properties, in particular linked geometric properties, for example planes of symmetry, and/or
  • - missing measuring elements and/or target elements are added that are required for determining the geometric properties, in particular linked geometric properties, and when exporting the PMI data from other software suitable for creating PMI data and/or when importing have been lost in the software, and/or
  • - Measuring elements and/or target elements incorrectly assigned to geometric properties are corrected by removing the incorrect elements from the PMI data and inserting suitable elements, for example correcting incorrect references and/or replacing non-measurable measuring elements with measurable ones.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Software auf einer Datenverarbeitungseinrichtung wie Steuerungs-PC ausgeführt wird, die für die Verbindung mit einem Koordinatenmessgerät, vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät, oder einem Computertomografen oder einem als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen ausgebildet ist.It should also be emphasized that the software is executed on a data processing device such as a control PC, which is designed for connection to a coordinate measuring machine, preferably a multisensor coordinate measuring machine, or a computer tomograph or a computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or multisensor coordinate measuring machine.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass das erstellte Messprogramm zur Messung geometrischer Eigenschaften des Werkstücks mit dem Koordinatenmessgerät, vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät, oder dem Computertomografen oder dem als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen durch die Software ausgeführt wird.The invention is also characterized in that the measurement program created for measuring geometric properties of the workpiece with the coordinate measuring machine, preferably multisensor coordinate measuring machine, or the computer tomograph or the computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or multisensor coordinate measuring machine is executed by the software.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass PMI-Daten, vorzugsweise CAD-Daten erzeugt werden durch Messen von geometrischen Eigenschaften des Werkstücks mit einem von der Software erzeugten Messprogramm, wobei die Messung vorzugsweise ausgeführt wird mit einem Koordinatenmessgerät oder einem Computertomografen.In particular, the invention is characterized in that PMI data, preferably CAD data, are generated by measuring geometric properties of the workpiece with a measuring program generated by the software, the measurement preferably being carried out with a coordinate measuring machine or a computer tomograph.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass PMI-Daten, vorzugsweise CAD-Daten erzeugt werden durch manuelle Eingabe der PMI-Daten zu den geometrischen Eigenschaften des Werkstücks durch den Bediener in der Software.It is preferably provided that PMI data, preferably CAD data, is generated by the operator manually entering the PMI data on the geometric properties of the workpiece into the software.

Die Erfindung sieht zur Lösung auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vor, die sich dadurch auszeichnet, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung wie Steuerungs-PC zur Ausführung der Software ausgebildet ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung auch ausgebildet ist zur Erstellung, und vorzugsweise Ausführung, eines aus zumindest einem Teil der PMI-Daten erzeugten Messprogramms für ein zur Messung der geometrischen Eigenschaften des Werkstücks ausgebildetes Koordinatenmessgerät, Computertomografen oder als Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen.To solve this, the invention also provides a device for carrying out the method, which is characterized in that a data processing device such as a control PC is designed to execute the software, the data processing device also being designed to create, and preferably execute, one of at least one Part of the measurement program generated from PMI data for a coordinate measuring machine designed to measure the geometric properties of the workpiece, computer tomograph or computer tomograph designed as a coordinate measuring machine.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Datenverarbeitungseinrichtung wie Steuerungs-PC mit einem Koordinatenmessgerät, vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät, oder einem Computertomografen oder einem als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen verbunden ist, vorzugsweise mit dessen Steuerung verbunden ist.In particular, the invention is characterized in that the data processing device such as a control PC is connected to a coordinate measuring machine, preferably a multisensor coordinate measuring machine, or a computer tomograph or a computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or multisensor coordinate measuring machine, preferably connected to its control.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes mit einem Bildverarbeitungssensor und ein entsprechend ausgerüstetes Koordinatenmessgerät.The subject of an independent invention is a method for operating a coordinate measuring machine with an image processing sensor and a correspondingly equipped coordinate measuring machine.

Bei den bekannten Verfahren zum Betreiben von Bildverarbeitungssensoren (BV-Sensoren) in Koordinatenmessgeräte (KMGs) werden für die Messung von Werkstückmerkmalen bestimmte Bereiche des Werkstücks durch die Messachsen des Koordinatenmessgerätes in den Erfassungsbereich des BV-Sensors positioniert und anschließend Bilddaten erfasst und ausgewertet, um beispielsweise geometrische Merkmale zu bestimmen. Nachteilig ist dabei, dass eine Orientierung für die gezielte Bewegung zur jeweiligen Messposition schwierig ist und Kollisionsrisiken birgt, vor allem, wenn in der Messsoftware kein CAD-Modell des Werkstücks vorliegt oder nutzbar ist. Nachteilig ist auch, dass bereits beim Positionieren zwischen zwei Messpositionen eingenommene Positionen unter Umständen später als Messpositionen erneut angefahren werden müssen, um dort zu messen.In the known methods for operating image processing sensors (BV sensors) in coordinate measuring machines (CMMs), for the measurement of workpiece features, certain areas of the workpiece are positioned by the measuring axes of the coordinate measuring machine in the detection area of the BV sensor and image data is then recorded and evaluated, for example to determine geometric features. The disadvantage here is that orientation for the targeted movement to the respective measuring position is difficult and poses risks of collision, especially if there is no CAD model of the workpiece available or usable in the measuring software. Another disadvantage is that positions already taken when positioning between two measuring positions may have to be approached again later than measuring positions in order to measure there.

In der DE10341666 und der DE102004058655 der Anmelderin werden Verfahren beschrieben, bei denen einzeln aufgenommene Bilder eines Bildverarbeitungssensors zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. In der WO2012156462 der Anmelderin wird ein Verfahren beschrieben, bei dem überlappend aufgenommene Einzelbilder eines Bildverarbeitungssensors zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. Beide Verfahren sind jedoch auf zwei Dimensionen (X-Y-Ebene) beschränkt. In der DE102015121582 der Anmelderin wird ein Verfahren beschrieben, bei dem ähnlich zu den zuvor genannten Verfahren überlappend Einzelbilder mit einem Bildverarbeitungssensors aufgenommen werden, hier jedoch an nicht flachen Werkstücken. Das Werkstück wird dazu mit mehreren Bildserien in verschiedenen Abständen (Höhen) erfasst und jeweils die schärfsten Bilddaten zum Gesamtbild zusammengesetzt werden. Auch ist vorgesehen, dass die Scanbahn in der Höhe nachgeführt wird. Hierdurch ergeben sich außerhalb der Bildmitte der aufgenommenen Bilder auch Bilddaten mit unterschiedlichen Fokussierungszuständen für Werkstückoberflächenbereiche, insbesondere an Schrägen, wodurch eine Autofokusauswertung ermöglicht wird. Auch hier ist nachteilig, dass die zusammengesetzten Bilder nur in einem 2D-Raster vorliegen.In the DE10341666 and the DE102004058655 The applicant describes methods in which individually recorded images from an image processing sensor are combined to form an overall image. In the WO2012156462 The applicant describes a method in which overlapping individual images from an image processing sensor are recorded be put together to form an overall picture. However, both methods are limited to two dimensions (XY plane). In the DE102015121582 The applicant describes a method in which, similar to the previously mentioned methods, overlapping individual images are recorded with an image processing sensor, but here on non-flat workpieces. The workpiece is captured with several series of images at different distances (heights) and the sharpest image data is combined to form the overall image. It is also planned that the scanning path is adjusted in height. This also results in image data with different focusing states for workpiece surface areas outside the center of the recorded images, especially on slopes, which enables autofocus evaluation. Here too, the disadvantage is that the composite images are only available in a 2D grid.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Messung von geometrischen Merkmalen an Werkstücken zu erleichtern, insbesondere Positionierbewegungen einzusparen bzw. die Orientierung bei der Positionierung an die zu messenden Stellen zu verbessern, bevorzugt Kollisionsrisiken zu vermindern.A further object of the present invention is to facilitate the measurement of geometric features on workpieces, in particular to save positioning movements or to improve the orientation when positioning to the locations to be measured, preferably to reduce the risk of collision.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass in mehreren unterschiedlichen Positionen mit dem Bildverarbeitungssensor aufgenommene Bilder in einem Bildspeicher abgelegt werden, wobei insbesondere unterschiedliche Positionen in allen drei Raumrichtungen berücksichtigt werden, wodurch ein Voxel-Volumen (auch bezeichnet als Raster-Volumen) mit einem Voxel-Raster entsteht, das sämtliche relevante jeweils schon ermittelte Bilddaten des Werkstücks innerhalb des Messvolumens für die direkte Auswertung und/oder für die gezielte Positionierung zu Messpositionen bereitstellt.To solve this, the invention provides that images recorded in several different positions with the image processing sensor are stored in an image memory, in particular different positions in all three spatial directions being taken into account, whereby a voxel volume (also referred to as a raster volume) with a voxel -Grid is created that provides all relevant already determined image data of the workpiece within the measuring volume for direct evaluation and/or for targeted positioning to measuring positions.

Während sich der Bildverarbeitungssensor durch das Messvolumen bewegt, werden kontinuierlich Bilder aufgenommen. Die Bilddaten werden in das Raster-Volumen kontinuierlich eingesetzt. Betrachtet man darin eine Z-Ebene, entstehen dadurch für mehrere Z-Ebenen Schnittbilder. Die Rasterweite in X und Y orientiert sich an der Pixelgröße der Kamera, zur schnelleren Auswertung und Einsparung von Speicherplatz ggf. am mehrfachen davon, indem die Bilddaten gebinnt werden (in der Kamera oder durch die Auswertesoftware). Die Rasterweite in Z kann in Abhängigkeit der Schärfentiefe des Bildverarbeitungssensors gewählt werden und beispielsweise 100 % oder 50 % oder 25 % der Schärfentiefe betragen. Es sind aber auch größere Rasterweiten denkbar wir das Doppelte oder Vierfache der Schärfentiefe.Images are continuously captured as the image processing sensor moves through the measurement volume. The image data is continuously inserted into the raster volume. If you look at a Z-plane, sectional images are created for several Z-planes. The grid width in The grid width in Z can be selected depending on the depth of field of the image processing sensor and can be, for example, 100% or 50% or 25% of the depth of field. However, larger grid widths are also conceivable, such as double or four times the depth of field.

Nach und nach entstehen so Bilder des gesamten Messraumes, welche zum Positionieren und zum Messen von Elementen verwendet werden können. Diese Bilder werden mit dem Messablauf gespeichert und können zum nachträglichen Teachen verwendet werden.Little by little, images of the entire measuring space are created, which can be used for positioning and measuring elements. These images are saved with the measurement sequence and can be used for subsequent teaching.

Zur Erzeugung des Raster-Volumens wird im Arbeitsspeicher ein Volumen des Messraumes angelegt (Pixelgröße bzw. Voxelgröße beispielsweise ca. 0,1 mm - 10 mm). Der 3D-Renderer der Auswertesoftware und die Bildverarbeitungsalgorithmen haben Zugriff auf dieses Volumen. Im Bildverarbeiter läuft im Hintergrund immer der sogenannte Rasterscanner mit und setzt alle Bilder, wenn nötig (Pixel bzw. Voxel bisher noch nicht erfasst) in das Volumen ein.To generate the grid volume, a volume of the measuring space is created in the main memory (pixel size or voxel size, for example approx. 0.1 mm - 10 mm). The 3D renderer of the evaluation software and the image processing algorithms have access to this volume. In the image processor, the so-called raster scanner always runs in the background and inserts all images into the volume if necessary (pixels or voxels not yet captured).

Die Darstellung des Raster-Volumens kann in Schnitten oder 3D gerendert erfolgen. Noch nicht erfasste Bereiche können mit einer Markierung (z. B Grauwert 0) versehen und transparent dargestellt werden. Es bauen sich dann nach und nach die Bilder des Volumens auf und man erhält eine Übersicht. Die unterschiedlichen Z-Schichten (Layer) müssen im 3D-Renderer sinnvoll ein und aus geblendet werden, es wird z.B. nur der Layer angezeigt, auf dessen Höhe der Bildverarbeitungssensor steht oder der vom Bediener gewünscht wird. Die Bilder bzw. das Raster-Volumen können per Volumenrendering dargestellt werden.The raster volume can be displayed in sections or 3D rendered. Areas that have not yet been recorded can be marked (e.g. gray value 0) and displayed transparently. The images of the volume then gradually build up and you get an overview. The different Z layers (layers) must be sensibly faded in and out in the 3D renderer; for example, only the layer is displayed at the height of which the image processing sensor is located or which is desired by the operator. The images or the raster volume can be displayed using volume rendering.

Bei der Auswertung des Raster-Volumens können Schnittbilder erzeugt und angezeigt werden, an denen mittels Bildverarbeitungsalgorithmen dimensionell gemessen wird. Zur Ermittlung der Z-Koordinaten eines Messpunktes kommen Fokusvariationsverfahren zum Einsatz, indem in Z-Richtung versetzt zueinander liegende Bilddaten des Raster-Volumens herangezogen werden. Aus der Computertonografie bekannte Verfahren wie die Berechnung triangulierter Punktewolken mittels Marching Cubes, oder wie die Abwendung von Volumenfilter oder MultiMaterialScans ist ebenso vorgesehen.When evaluating the raster volume, cross-sectional images can be generated and displayed, which are used to measure dimensions using image processing algorithms. To determine the Z coordinates of a measuring point, focus variation methods are used by using image data of the raster volume that are offset from one another in the Z direction. Methods known from computer tonography such as the calculation of triangulated point clouds using marching cubes, or the avoidance of volume filters or multi-material scans are also planned.

Zu Beschleunigung der Verarbeitung ist vorgesehen, dass die Speicherung der hochaufgelösten Daten im Hintergrund erfolgt, da die Darstellung dieser Daten zu rechenintensiv ist.To speed up processing, the high-resolution data is stored in the background, as displaying this data is too computationally intensive.

Anhand des Raster-Volumens kann auch die Gerätesteuerung erfolgen. Im Raster-Volumen bzw. daraus errechneten Schnittbild oder Übersichtsbildern können Elemente mit einem Messfenster angewählt und gemessen werden. Das Gerät fährt dann zu diesen Elementen und misst sie in voller Kameraauflösung. Bei dieser Messung kann es sich um eine einzelne Bildaufnahme handelt, oder aber es werden mehrere Bilder an versetzten Positionen, vorzugsweise während der Bewegung aufgenommen, und das Raster-Volumen an den entsprechenden Stellen mit räumlich höher aufgelösten Daten befüllt.Device control can also be carried out using the grid volume. In the raster volume or the sectional image or overview images calculated from it, elements can be selected and measured using a measurement window. The device then moves to these elements and measures them in full camera resolution. This measurement can involve a single image capture, or several images are captured at offset positions, preferably during movement, and the raster volume is filled with spatially higher-resolution data at the appropriate locations.

Ein entsprechendes Vorgehen zur bereichsweisen Erhöhung der räumlichen Auflösung sieht die Erfindung für dreidimensionale Raster-Volumen, aber auch für zweidimensionale Raster-Daten (Raster-Bilder nach dem Stand der Technik) vor. Dabei wird zunächst zumindest ein erstes Übersichts-Raster-Bild oder Übersichts-Raster-Volumen mit einer ersten Auflösung erstellt, indem Bilddaten mit einer ersten Bild-Auflösung (z.B. in einem stark gebinnten Kameramodus) während einer ersten Verfahrgeschwindigkeit aufgenommen werden. Dann wird der interessierende Bereich im Übersichts-Raster-Bild oder Übersichts-Raster-Volumen ausgewählt und im ausgewählten Bereich ein räumlich höher aufgelöstes zweite Raster-Bild oder Raster-Volumen aufgenommen, indem die Kamera höher aufgelöste Bilddaten (durch geringeres Binning oder kein Binning der Kamera) aufnimmt und/oder eine zweite, geringere Verfahrgeschwindigkeit bei der Aufnahme der Bilddaten eingestellt wird. Die weitere Auswertung erfolgt dann im räumlich höher aufgelösten Raster-Bild oder Raster-Volumen oder in einem Raster-Bild oder Raster-Volumen in dem die Daten aus dem höher aufgelösten Raster-Bild oder Raster-Volumen eingesetzt wurden. Diese eigenständige erfindungsgemäße Lösung kann auch mit der im Folgenden beschrieben erfindungsgemäßen Lösung kombiniert werden kann.The invention provides a corresponding procedure for increasing the spatial resolution in areas for three-dimensional raster volumes, but also for two-dimensional raster data (raster images according to the prior art). In this case, at least a first overview raster image or overview raster volume with a first resolution is created by recording image data with a first image resolution (e.g. in a highly binned camera mode) during a first traversing speed. Then the area of interest in the overview raster image or overview raster volume is selected and a spatially higher resolution second raster image or raster volume is recorded in the selected area by using the camera to capture higher resolution image data (through lower binning or no binning). Camera) records and/or a second, lower traversing speed is set when recording the image data. Further evaluation then takes place in the spatially higher-resolution raster image or raster volume or in a raster image or raster volume in which the data from the higher-resolution raster image or raster volume was used. This independent solution according to the invention can also be combined with the solution according to the invention described below.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts, umfassend zumindest einen Bildverarbeitungssensor (BV-Sensor), der Bilddaten (Bilder) erfasst, insbesondere Bilder des zu messenden Werkstücks oder mehrerer zu messender Werkstücke erfasst, und umfassend zumindest zwei Messachsen, vorzugsweise drei Messachsen, zur Ausführung von Relativbewegungen zwischen dem BV-Sensor und zu messendem Werkstück bzw. Werkstücken, insbesondere Relativbewegung zwischen BV-Sensor und eines Messtisches, von dem das zumindest eine Werkstück ausgeht, wobei eine der Messachsen (Z-Achse) in Richtung oder nahezu in Richtung der optischen Achse des Bildverarbeitungssensors verläuft und zumindest eine der Messachsen (X-Achse und/oder Y-Achse) senkrecht oder nahezu senkrecht dazu verläuft, und umfassend zumindest einen Bildspeicher zum Speichern erfasster Bilder, und umfassend eine Recheneinheit zur Auswertung der Bilddaten mehrerer der Bilder, und umfassend zumindest eine Steuerung zur Ansteuerung der Messachsen und zur Übertragung der Bilder zur Recheneinheit, zeichnet sich dadurch aus, dass in mehreren unterschiedlichen Positionen der Messachsen Bilder aufgenommen, insbesondere in mehreren unterschiedlichen Positionen von zumindest zwei der Messachsen Bilder aufgenommen werden, besonders bevorzugt in mehreren unterschiedlichen Positionen aller drei Messachsen Bilder aufgenommen werden, und die Bilder in dem Bildspeicher abgelegt werden.A method according to the invention for operating a coordinate measuring machine, comprising at least one image processing sensor (BV sensor), which captures image data (images), in particular captures images of the workpiece to be measured or of several workpieces to be measured, and comprising at least two measuring axes, preferably three measuring axes, for execution of relative movements between the BV sensor and the workpiece or workpieces to be measured, in particular relative movement between the BV sensor and a measuring table from which the at least one workpiece originates, one of the measuring axes (Z axis) in the direction or almost in the direction of the optical Axis of the image processing sensor runs and at least one of the measurement axes (X-axis and / or Y-axis) runs perpendicular or almost perpendicular to it, and comprising at least one image memory for storing captured images, and comprising a computing unit for evaluating the image data of several of the images, and comprising at least one controller for controlling the measuring axes and for transmitting the images to the computing unit, is characterized in that images are recorded in several different positions of the measuring axes, in particular images are recorded in several different positions of at least two of the measuring axes, particularly preferably in several different ones Positions of all three measuring axes images are taken and the images are stored in the image memory.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Bilder zusammen mit den bei der jeweiligen Bildaufnahme eingenommenen Positionen der Messachsen in dem Bildspeicher abgelegt werden und/oder dass die Bilder in einem der jeweiligen Aufnahmeposition zugeordneten Bereich des Bildspeichers abgelegt werden.In particular, the invention is characterized in that the images are stored in the image memory together with the positions of the measuring axes taken during the respective image recording and/or in that the images are stored in an area of the image memory assigned to the respective recording position.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Bildspeicher einen dreidimensionalen Raum (Voxel-Volumen, auch genannt Raster-Volumen) mit einem Raster (Voxel-Raster) repräsentiert, der vorzugsweise dem gesamten vom Bildverarbeitungssensor in sämtlichen zulässigen Positionen der Messachsen erfassbaren Bereich (Messvolumen) zugeordnet ist, und wobei aufgenommene Bilder laufend in den Bildspeicher abgelegt werden, wobei vorzugsweise für bereits belegte Bereiche des Bildspeichers eine Mittelung der Bilddaten, insbesondere Grauwerte erfolgt, wobei besonders bevorzugt noch nicht belegte Bereiche des Bildspeichers durch Maskierung gekennzeichnet werden, beispielsweise durch Maskierung mit einem Grauwert außerhalb des zulässigen Bereichs für die Bilddaten.It is preferably provided that the image memory represents a three-dimensional space (voxel volume, also called grid volume) with a grid (voxel grid), which is preferably assigned to the entire area (measuring volume) that can be detected by the image processing sensor in all permissible positions of the measuring axes , and recorded images are continuously stored in the image memory, with the image data, in particular gray values, preferably being averaged for areas of the image memory that are already occupied, with particularly preferably areas of the image memory not yet occupied being marked by masking, for example by masking with a gray value outside the permissible range for the image data.

Durch das laufende Befüllen des Bildspeichers baut sich stückweise eine 3D-Darstellung des gesamten Messvolumens auf, das in z versetzt liegende, schichtweise, zusammengesetzte Gesamtbilder enthält. Noch nicht erfasste Bereiche des Voxel-Volumens werden gekennzeichnet, beispielsweise durch Maskierung mit dem zuvor als ungültig definierten Grauwert 0. Sind Bereiche des Voxel-Volumens bereits belegt, kann eine Mittelung mit neu hinzukommenden Bilddaten erfolgen, wodurch das Signal-RauschVerhältnis verbessert werden kannBy continually filling the image memory, a 3D representation of the entire measurement volume is built up piece by piece, which contains layered, composite overall images that are offset in z. Areas of the voxel volume that have not yet been recorded are marked, for example by masking with the gray value 0, which was previously defined as invalid. If areas of the voxel volume are already occupied, averaging can be carried out with newly added image data, which can improve the signal-to-noise ratio

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Bilder während der Positionierbewegungen der Messachsen aufgenommen werden, insbesondere in sämtlichen Positionierbewegungen zwischen einzunehmenden Messpositionen, und/oder dass Bilder in sämtlichen Messpositionen aufgenommen werden.It should also be emphasized that images are recorded during the positioning movements of the measuring axes, in particular in all positioning movements between measuring positions to be taken, and/or that images are recorded in all measuring positions.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass in vom Voxel-Raster in Z-Richtung abweichend aufgenommene Bilder durch Interpolationsverfahren in das Voxel-Raster geresampelt werden.The invention is also characterized in that images recorded deviating from the voxel grid in the Z direction are resampled into the voxel grid using interpolation processes.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Voxel-Raster in X- und/oder Y-Richtung der Pixelgröße des BV-Sensors entspricht, insbesondere in vom Voxel-Raster abweichend aufgenommene Bilder durch Interpolationsverfahren in das Voxel-Raster geresampelt werden.In particular, the invention is characterized in that the voxel grid corresponds to the pixel size of the BV sensor in the

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass innerhalb des Raster-Volumens sich überlagernde Bilddaten je Voxel des Raster-Volumens addiert und vorzugsweise gemittelt werden, insbesondere vor der Überlagerung Bilddaten in das Voxel-Raster geresampelt werden.Preferably, it is provided that image data overlapping within the raster volume is added and preferably averaged for each voxel of the raster volume, in particular image data is resampled into the voxel raster before the overlay.

Beim Positionieren, auch manuellem Positionieren des BV-Sensors im Messvolumen können auch Bilddaten aufgenommen werden, in denen Werkstückoberflächen nicht scharf abgebildet werden. Diese Bilddaten weisen dann einen sehr geringen Kontrast und/oder geringe Helligkeit auf. Um diese Daten von der weiteren Auswertung auszuschließen, ist vorgesehen, diese zu verwerfen. Für die Anwendung von Fokusvariationsverfahren werden jedoch auch unscharfe Bilddaten benötigt. Daher werden Bilddaten nur dann verworfen, wenn sie einen Mindestkontrast oder Mindesthelligkeit unterschreiten.When positioning, including manual positioning, of the BV sensor in the measuring volume, image data can also be recorded in which workpiece surfaces are not sharply imaged. This image data then has a very low contrast and/or low brightness. In order to exclude this data from further evaluation, it is planned to discard it. However, blurred image data is also required to use focus variation methods. Therefore, image data is only discarded if it falls below a minimum contrast or minimum brightness.

Werden Werkstückbereiche im Messvolumen mehrfach erfasst, kann es aufgrund von Änderungen in beispielsweise der Beleuchtung dazu kommen, dass neu aufgenommene Bilddaten qualitativ minderwertiger sind, insbesondere dunkler oder weniger Kontrast aufweisend. Auch diese Bilddaten können, wenn sie unterhalb von Mindestgrenzwerten liegen verworfen werden oder zumindest weniger gewichtet ins Raster-Volumen aufgenommen werden.If workpiece areas in the measurement volume are recorded multiple times, changes in lighting, for example, may result in newly recorded image data being of lower quality, in particular darker or having less contrast. This image data can also be discarded if it is below minimum limit values or at least included in the raster volume with less weight.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Bilddaten, die einen Mindestkontrast und/oder eine Mindesthelligkeit unterschreiten und/oder geringeren Kontrast und/oder Helligkeit aufweisen als für die entsprechende Position im Raster-Volumen bereits vorliegende Bilddaten, von der Speicherung im Raster-Volumen ausgeschlossen werden oder bei der Überlagerung mit bereits vorliegenden Bilddaten entsprechend geringer gewichtet werden. It should also be emphasized that image data that falls below a minimum contrast and/or a minimum brightness and/or has lower contrast and/or brightness than image data already available for the corresponding position in the raster volume are excluded from storage in the raster volume or are weighted accordingly less when overlaying existing image data.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Pixelgröße des BV-Sensors durch Binning der Kamera des BV-Sensors und/oder durch Binning der Bilddaten der Kamera vergrößert, insbesondere verdoppelt (2x2 Binning) oder vervierfacht (4x4 Binning) wird, und zur Speicherung der resultierenden Bilder ein mit entsprechend gröberem Voxel-Raster versehenes Raster-Volumen (Vorschau-Raster-Volumen) niedrigerer Auflösung als ursprüngliches Raster-Volumen höherer Auflösung gebildet wird, vorzugsweise Raster-Volumen höherer Auflösung zusätzlich gespeichert wird oder zumindest für das Raster-Volumen höherer Auflösung vorgesehene Bilddaten gespeichert werden.The invention is also characterized in that the pixel size of the BV sensor is enlarged, in particular doubled (2x2 binning) or quadrupled (4x4 binning), by binning the camera of the BV sensor and/or by binning the image data of the camera, and for Storing the resulting images, a raster volume (preview raster volume) of lower resolution provided with a correspondingly coarser voxel raster is formed as the original raster volume of higher resolution, preferably raster volume of higher resolution is additionally stored or at least for the raster volume Image data intended for higher resolution can be saved.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Vorschau-Raster-Volumen oder ausgewählter Abschnitt davon und/oder ausgewählter Abschnitt des höher aufgelösten Raster-Volumens, vorzugsweise nur bereits mit Bilddaten belegter Abschnitt davon, auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm angezeigt wird, vorzugsweise ausgewählter Abschnitt des höher aufgelösten Raster-Volumens erst bei Bedarf aus den gespeicherten Bilddaten höherer Auflösung berechnet wird.In particular, the invention is characterized in that the preview raster volume or selected section thereof and/or selected section of the higher-resolution raster volume, preferably only the section thereof already occupied with image data, is displayed on a display means such as a screen, preferably selected Section of the higher resolution raster volume is only calculated when necessary from the stored higher resolution image data.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm zumindest ein Schnittbild angezeigt wird, umfassend zumindest den Teil des Vorschau-Raster-Volumens und/oder des Raster-Volumens, der einer vom Bediener ausgewählten oder durch die jeweils aktuelle Position der Messachsen vorgegebenen Z-Position am nächsten ist oder in dessen Umgebung vorliegt oder aus dessen Umgebung für die ausgewählte bzw. vorgegebene Z-Position durch Interpolation oder Extrapolation errechnet wird, wobei vorzugsweise nur der Abschnitt davon angezeigt wird, der der Bildgröße des BV-Sensors entspricht, und wobei besonders bevorzugt von der ausgewählten bzw. vorgegebenen Z-Position abweichend vorliegender Teil des Vorschau-Raster-Volumens bzw. Raster-Volumens ausgeblendet werden.Preferably, it is provided that at least one sectional image is displayed on a display means such as a screen, comprising at least the part of the preview raster volume and/or the raster volume that corresponds to a Z-selected by the operator or predetermined by the respective current position of the measuring axes. Position is closest or is present in its surroundings or is calculated from its surroundings for the selected or predetermined Z position by interpolation or extrapolation, preferably only the section of which is displayed which corresponds to the image size of the BV sensor, and in particular Part of the preview raster volume or raster volume that deviates from the selected or predetermined Z position is preferably hidden.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass für eine vorgegebene Z-Position aus dem Vorschau-Raster-Volumen und/oder dem Raster-Volumen ein Schnittbild berechnet wird, vorzugsweise durch Interpolation oder Extrapolation der die vorgegebene Z-Position umgebenden Bilddaten, und dass das Schnittbild auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm dargestellt wird oder zumindest zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt wird.It should also be emphasized that a sectional image is calculated for a predetermined Z position from the preview raster volume and/or the raster volume, preferably by interpolation or extrapolation of the image data surrounding the predetermined Z position, and that the sectional image is based on is displayed on a display means such as a screen or at least is made available for further evaluation.

Das zu einer vorgegebenen Z-Position gehörige Schnittbild liegt in der X-Y-Ebene. Die Erfindung sieht auch vor, Schnitte in beliebigen Ebenen zu berechnen und darzustellen. Dies ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, vorgesehen, wenn der BV-Sensor von einer Dreh-Schwenk-Einrichtung ausgeht, so dass er unterschiedliche Ausrichtungen in Bezug auf das Koordinatensystem des Koordinatenmessgerätes einnehmen kann.The sectional image belonging to a given Z position lies in the X-Y plane. The invention also provides for calculating and displaying cuts in any plane. This is particularly, but not exclusively, provided if the BV sensor is based on a rotary-swivel device, so that it can assume different orientations with respect to the coordinate system of the coordinate measuring machine.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm zumindest ein Teil des Vorschau-Raster-Volumens und/oder des Raster-Volumens in einer gerenderten 3D-Darstellung (Volumenrendering) angezeigt wird.The invention is also characterized in that at least part of the preview raster volume and/or the raster volume is displayed in a rendered 3D representation (volume rendering) on a display means such as a screen.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass auf einem Anzeigemittel wie Bildschirm noch nicht mit Bilddaten der Bilder belegte Bereiche des Vorschau-Raster-Volumens und/oder des Raster-Volumens besonders gekennzeichnet dargestellt werden, vorzugsweise transparent dargestellt werden.In particular, the invention is characterized in that areas of the preview raster volume and/or the raster volume that are not yet occupied with image data from the images are displayed in a particularly marked manner on a display means such as a screen, preferably displayed transparently.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass an einem Schnittbild oder der 3D-Darstellung ausgewählte Position zum Positionieren von BV-Sensors und Messtisch relativ zueinander genutzt wird, so dass ausgewählte Position vom BV-Sensor erfasst wird, wobei vorzugsweise nach dem Einnehmen der ausgewählten Position Bilddaten mit dem BV-Sensor erfasst werden, vorzugsweise in der höheren Auflösung erfasst werden.Preferably, it is provided that a selected position on a sectional image or the 3D representation is used to position the BV sensor and the measuring table relative to one another, so that the selected position is detected by the BV sensor, preferably after the selected position has been assumed, image data is transmitted with the BV sensor are recorded, preferably recorded in the higher resolution.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass an einem Schnittbild und/oder der 3D-Darstellung ausgewählter Bereich zur Ermittlung von Messpunkten genutzt wird, aus denen vorzugsweise durch Verknüpfung geometrische Eigenschaften des Werkstücks bestimmt werden, wobei vorzugsweise Bilddaten aus dem höher aufgelösten Raster-Volumen verwendet werden und/oder Bilddaten mit dem BV-Sensor erfasst werden, vorzugsweise in der höheren Auflösung erfasst werden.It should also be emphasized that a selected area on a sectional image and/or the 3D representation is used to determine measuring points, from which geometric properties of the workpiece are preferably determined by linking, with image data from the higher resolution raster volume preferably being used and / or image data is captured with the BV sensor, preferably captured in the higher resolution.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass Schnittbilder oder aus Schnittbildern für die Bestimmung von Messpunkten und/oder geometrischen Eigenschaften ausgewählte Bereiche für die spätere Erstellung oder Anpassung eines Messprogramms gespeichert werden.The invention is also characterized in that sectional images or areas selected from sectional images for the determination of measuring points and/or geometric properties are saved for the later creation or adaptation of a measurement program.

Erfindungsgemäß entstehen also nach und nach Bilder des gesamten Messvolumens, welche zum Positionieren und zum Messen von Elementen bzw. geometrischen Eigenschaften des Werkstücks verwendet werden können. Diese Bilder werden mit dem Messablauf gespeichert und können zum nachträglichen Teachen verwendet werden.According to the invention, images of the entire measurement volume are gradually created, which can be used for positioning and measuring elements or geometric properties of the workpiece. These images are saved with the measurement sequence and can be used for subsequent teaching.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass für eine mehrere vorgegebene X-Y-Positionen innerhalb des Vorschau-Raster-Volumens und/oder des Raster-Volumens mehrere in Z-Richtung benachbarte Bilddaten für die Bestimmung jeweils zumindest eines Messpunktes herangezogen werden, vorzugsweise durch Anwendung eines Autofokusverfahrens bzw. Fokusvariationsverfahrens, insbesondere indem für jeweilige Positionen in Z- Richtung Grauwert oder Kontrast zu in X und Y-Richtung benachbarten Bilddaten bestimmt wird und für sich ergebenden Grauwertverlauf (Helligkeitsverlauf) bzw. Kontrastverlauf das Maximum bestimmt und dem Maximum zugeordnete Z-Koordinate für den Messpunkt verwendet wird.In particular, the invention is characterized in that for a plurality of predetermined an autofocus method or focus variation method, in particular by determining the gray value or contrast for adjacent image data in the X and Y directions for respective positions in the Z direction and determining the maximum for the resulting gray value curve (brightness curve) or contrast curve and the Z coordinate assigned to the maximum is used for the measuring point.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass aus den Bilddaten des Vorschau-Raster-Volumens und/oder des Raster-Volumens eine triangulierte Messpunktewolke berechnet wird, vorzugsweise unter Verwendung eines Marchig Cube - Algorithmus.It is preferably provided that a triangulated measurement point cloud is calculated from the image data of the preview raster volume and/or the raster volume, preferably using a Marchig Cube algorithm.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass Vorschau-Raster-Volumen und/oder Raster-Volumen einer Filterung mit einem Volumenfilter unterzogen wird und/oder einem Multi-Material-Scan unterzogen wird, wobei vorzugsweise Bilddaten anhand vorgegebener Vergleichswerte unterschiedlichen Materialien zugeordnet werden.It should also be emphasized that the preview raster volume and/or raster volume is subjected to filtering with a volume filter and/or is subjected to a multi-material scan, with image data preferably being assigned to different materials based on predetermined comparison values.

Die Erfindung sieht zur Lösung auch eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens vor, die sich dadurch auszeichnet, dass dem Koordinatenmessgerät ein Bildspeicher zugeordnet ist, der ausgebildet ist Bilddaten in einem Voxel-Volumen mit einem Voxel-Raster zu speichern und für die weitere Auswertung zur Verfügung zu stellen.To solve this, the invention also provides a device for carrying out the method, which is characterized in that the coordinate measuring machine is assigned an image memory which is designed to store image data in a voxel volume with a voxel grid and is available for further evaluation deliver.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das Koordinatenmessgerät eine Steuerung umfasst, die zur Übertragung der Bilder in den Bildspeicher und zur Ansteuerung der Messachsen ausgelegt ist, und dass das Koordinatenmessgerät eine Recheneinheit zur Auswertung der Bilddaten im Bildspeicher aufweist, vorzugsweise zur Bestimmung von Messpunkten aus Schnittbildern und/oder der 3D-Darstellung und/oder nach einem Fokusvariationsverfahren.In particular, the invention is characterized in that the coordinate measuring machine comprises a controller which is designed to transmit the images into the image memory and to control the measuring axes, and that the coordinate measuring machine has a computing unit for evaluating the image data in the image memory, preferably for determining measuring points from sectional images and/or the 3D representation and/or according to a focus variation method.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass das Koordinatenmessgerät zumindest einen weiteren Sensor aufweist wie taktilen Sensor, taktil-optischen Sensor, optischen Abstandsensor und/oder Computertomografiesensor.It is preferably provided that the coordinate measuring machine has at least one further sensor, such as a tactile sensor, tactile-optical sensor, optical distance sensor and/or computer tomography sensor.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Konturverfolgung mit einem Bildverarbeitungssensor eines Koordinatenmessgerätes. Das Verfahren kann auch mit der zuvor genannten Idee zum Aufbau eines Raster-Volumens kombiniert werden.The subject of an independent invention is a method for contour tracking with an image processing sensor of a coordinate measuring machine. The method can also be combined with the previously mentioned idea of building a raster volume.

In der WO2006063838A1 der Anmelderin wird ein Verfahren zur Konturverfolgung bei der Messung mit einem Bildverarbeitungssensor beschrieben. Entlang der Kontur des Werkstücks aufgenommene Bilder werden dazu zu einem Gesamtbild zusammengesetzt, dass nachträglich ausgewertet werden kann. Wie genau die Konturverfolgung erfolgen soll, ist darin nicht näherbeschrieben. Anhand der 5 und 6 wird dargestellt, dass nacheinander aufgenommene Bilder in aneinandergrenzenden Positionen aufgenommen werden, so dass zwischen den Bildern jeweils kein Freibereich bleibt, diese sich aber auch nicht überlappen.In the WO2006063838A1 The applicant describes a method for contour tracking when measuring with an image processing sensor. Images taken along the contour of the workpiece are put together to form an overall image that can be subsequently evaluated. How exactly the contour tracking should be carried out is not described in more detail. Based on 5 and 6 It shows that images taken one after the other are taken in adjacent positions, so that there is no free area between the images, but they also do not overlap.

Auch die DE102015121582 der Anmeldering beschreibt ein Verfahren zur Konturverfolgung bei der Messung mit einem Bildverarbeitungssensor. Auch hier wird die Kontur Bild für Bild verfolgt, wobei aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder ohne Überlapp aneinander grenzen und so seitlich zueinander versetzt aufgenommen werden, dass das im vorherigen Bild erkannte Randpixel der Kontur (also das Pixel, mit dem die Kontur den Rand des erfassten Bereichs schneidet) im jeweils nächsten Bild mittig am gegenüberliegenden Rand des vom Bildverarbeitungssensors erfassten Bereichs liegt. Auf diese Weise wird die Konturverfolgung sichergestellt.Also the DE102015121582 the application ring describes a method for contour tracking when measuring with an image processing sensor. Here, too, the contour is traced image by image, with consecutive images taken adjacent to each other without overlapping and thus laterally offset from one another so that the edge pixel of the contour recognized in the previous image (i.e. the pixel with which the contour intersects the edge of the captured area) is located in the middle of the next image on the opposite edge of the area captured by the image processing sensor. In this way, contour tracking is ensured.

Die DE102017129221 der Anmelderin beschreibt ein Verfahren zur Konturverfolgung an der Schneide eines Werkzeugs. Das Nachführen des Bildverarbeitungssensors erfolgt hier nur in axialer Richtung einer Drehachse, um die sich das Werkzeug dreht, abhängig vom Verlauf der Schneide.The DE102017129221 the applicant describes a method for contour tracking on the cutting edge of a tool. The image processing sensor is only tracked in the axial direction of an axis of rotation around which the tool rotates, depending on the path of the cutting edge.

Nachteilig dabei ist, dass das Nachregeln der Bewegungsrichtung des Bildverarbeitungssensors relativ zum Werkstück nur zwischen jeweils aufeinanderfolgenden und aneinandergrenzenden Bilder erfolgt. Bei Konturen, deren Verlauf nur sehr kurze linear Stücke aufweist, insbesondere, wenn die Kontur viele Knicke aufweist, kann die Konturverfolgung scheitern.The disadvantage here is that the readjustment of the direction of movement of the image processing sensor relative to the workpiece only takes place between successive and adjacent images. For contours whose course only has very short linear sections, especially if the contour has many kinks, contour tracking can fail.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, den Stand der Technik dahingehend weiterzubilden, dass Konturen sicherer verfolgt werden können.A further object of the present invention is therefore to further develop the prior art in such a way that contours can be tracked more reliably.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass im jeweils aufgenommenen Bild, oder einem aus nacheinander sich überlagernd aufgenommenen Bildern berechnetes Bild, die Kontur des Werkstücks automatisch erkannt wird und aus dem Verlauf dieser die folgende Bewegungsrichtung geregelt wird. Insbesondere wird für die Regelung der Vektor verwendet, den die Kontur am in bzw. nahezu in Bewegungsrichtung liegenden Bildrand aufweist.To solve this, the invention provides that the contour of the workpiece is automatically recognized in the image recorded in each case, or in an image calculated from images recorded one after the other and superimposed on one another, and the following direction of movement is regulated from the course of this. In particular, the vector that the contour has at the edge of the image lying in or almost in the direction of movement is used for the control.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts, umfassend zumindest einen Bildverarbeitungssensor (BV-Sensor), der Bilddaten (Bilder) erfasst, insbesondere Bilder des zu messenden Werkstücks oder mehrerer zu messender Werkstücke erfasst, und umfassend zumindest zwei Messachsen, vorzugsweise drei Messachsen, zur Ausführung von Relativbewegungen zwischen dem BV-Sensor und zu messendem Werkstück bzw. Werkstücken, insbesondere Relativbewegung zwischen BV-Sensor und eines Messtisches, von dem das zumindest eine Werkstück ausgeht, wobei eine der Messachsen (Z-Achse) in Richtung oder nahezu in Richtung der optischen Achse des Bildverarbeitungssensors verläuft und zumindest eine der Messachsen (X-Achse und/oder Y-Achse) senkrecht oder nahezu senkrecht dazu verläuft, und umfassend zumindest einen Bildspeicher zum Speichern erfasster Bilder, und umfassend eine Recheneinheit zur Auswertung der Bilddaten mehrerer der Bilder, und umfassend zumindest eine Steuerung zur Ansteuerung der Messachsen und zur Übertragung der Bilder zur Recheneinheit, zeichnet sich dadurch aus, dass durch Relativbewegung zwischen Werkstück und BV-Sensor nacheinander mehrere Aufnahmepositionen eingenommen werden, in denen jeweils zumindest ein Bild aufgenommen wird, wobei in jeweils aufgenommenem Bild zumindest eine Kontur des Werkstücks automatisch erkannt wird, und wobei aus dem Verlauf der Kontur die Bewegungsrichtung der Relativbewegung zur jeweils nächsten Aufnahmeposition automatisch angepasst wird.A method according to the invention for operating a coordinate measuring machine, comprising at least one image processing sensor (BV sensor), which captures image data (images), in particular captures images of the workpiece to be measured or of several workpieces to be measured, and comprising at least two measuring axes, preferably three measuring axes, for execution of relative movements between the BV sensor and the workpiece or workpieces to be measured, in particular relative movement between the BV sensor and a measuring table from which the at least one workpiece originates, one of the measuring axes (Z axis) in the direction or almost in the direction of the optical Axis of the image processing sensor runs and at least one of the measurement axes (X-axis and / or Y-axis) runs perpendicular or almost perpendicular to it, and comprising at least one image memory for storing captured images, and comprising a computing unit for evaluating the image data of several of the images, and comprising at least one control for controlling the measuring axes and for transmitting the images to the computing unit, is characterized in that by relative movement between the workpiece and the BV sensor, several recording positions are assumed one after the other, in each of which at least one image is recorded, with each recorded image at least one contour of the workpiece is automatically recognized, and the direction of movement of the relative movement to the next recording position is automatically adjusted from the course of the contour.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Anpassung der Bewegungsrichtung erfolgt, indem in dem jeweils aufgenommenen Bild oder einem Ausschnitt davon der Schnittpunkt der Kontur des Werkstücks mit dem Bildrand ermittelt wird, für den der Vektor der jeweils aktuellen Bewegungsrichtung der Relativbewegung mit dem Vektor der Bildmitte des Bildes zu dem Schnittpunkt den kleinsten Winkel aufweist, und wobei für den Schnittpunkt ein Konturvektor bestimmt wird, der die Richtung der Kontur im Bereich vor dem Schnittpunkt aufweist, und wobei die Bewegungsrichtung zumindest bis zur Aufnahme des jeweils nächsten Bildes entsprechend des Konturvektors angepasst wird, vorzugsweise der Richtung des Konturvektors entspricht oder zumindest aktuelle Bewegungsrichtung auf die Richtung des Konturvektors hin verändert wird.In particular, the invention is characterized in that the adjustment of the direction of movement is carried out by determining the intersection of the contour of the workpiece with the edge of the image in the respectively recorded image or a section thereof, for which the vector of the current direction of movement of the relative movement with the vector the center of the image has the smallest angle to the intersection point, and a contour vector is determined for the intersection point, which has the direction of the contour in the area in front of the intersection point, and wherein the direction of movement is adjusted according to the contour vector at least until the next image is taken is, preferably corresponds to the direction of the contour vector or at least the current direction of movement is changed to the direction of the contour vector.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Bilder während der Relativbewegung erfasst werden.It is preferably provided that the images are captured during the relative movement.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder sich überlappen, vorzugsweise mindestens zu 50 % überlappen, bevorzugt sich mindestens zu 75 % überlappen, besonders bevorzugt sich mindestens zu 90 % überlappen.It should also be emphasized that consecutively recorded images overlap, preferably overlap by at least 50%, preferably overlap by at least 75%, particularly preferably overlap by at least 90%.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass der Schnittpunkt anhand eines Ausschnitts des Bildes bestimmt wird, wobei der Ausschnitt ein quadratischer, rechteckiger, runder oder elliptischer Bereich um die Bildmitte des Bildes ist, und vorzugsweise die Bildmitte mittig in dem Bereich liegt oder die Bildmitte in Richtung der jeweils aktuellen Bewegungsrichtung positiv oder negativ versetzt zur Bildmitte liegt.The invention is also characterized in that the intersection point is determined based on a section of the image, the section being a square, rectangular, round or elliptical area around the center of the image, and preferably the center of the image lies in the middle of the area or the center of the image is positively or negatively offset from the center of the image in the direction of the current direction of movement.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Ausschnitt des Bildes einen Bereich um die Bildmitte des Bildes erfasst, der weniger als ein Zehntel der Bilddiagonalen umfasst.In particular, the invention is characterized in that the section of the image covers an area around the center of the image, which comprises less than a tenth of the image diagonal.

Auf diese Weise wird jeweils nur der Bereich der Kontur in der Mitte des Bildes für die Regelung der Bewegungsrichtung herangezogen. In der Folge durchläuft die gesamte Kontur stets die Bildmitte. Dies ist vorteilhaft, wenn sehr genau gemessen werden soll, da Abbildungsfehler zumeist zum Bildrand hin ansteigen. Dies erfordert andererseits aber eine sehr schnelle Regelung und/oder geringe Verfahrgeschwindigkeiten.In this way, only the area of the contour in the middle of the image is used for the control the direction of movement is taken into account. As a result, the entire contour always runs through the center of the image. This is advantageous if measurements are to be carried out very precisely, as imaging errors usually increase towards the edge of the image. On the other hand, this requires very fast control and/or low travel speeds.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass aus den aufgenommenen Bildern ein Gesamtbild berechnet und zur weiteren Auswertung zur Verfügung gestellt wird.It is preferably provided that an overall image is calculated from the recorded images and made available for further evaluation.

Die Berechnung des Gesamtbildes erfolgt erfindungsgemäß auch laufend parallel zur Bildaufnahme, so dass das Gesamtbild stetig größer wird. Es ist auch vorgesehen, dass die für die Anpassung der Bewegungsrichtung jeweils untersuchte Kontur nicht an einem einzelnen Bild bestimmt wird, sondern an dem jeweils bereits vorliegendem Gesamtbild oder einem Ausschnitt daraus. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufeinanderfolgend aufgenommene Bilder sich zu einem großen Anteil überlagern, da zu untersuchende Kontur dann auf der Basis mehrerer überlagerter Bilder und damit genauer bestimmt ist.According to the invention, the calculation of the overall image is also carried out continuously parallel to the image recording, so that the overall image becomes constantly larger. It is also provided that the contour examined for the adjustment of the direction of movement is not determined on an individual image, but rather on the overall image that is already available or a section thereof. This is particularly advantageous when images taken in succession overlap to a large extent, since the contour to be examined is then determined on the basis of several superimposed images and therefore more precisely.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung umfassend ein Koordinatenmessgerät mit mechanischen Verbindungen zwischen Messkreiselementen oder Transportsicherungsmitteln und weiteren Komponenten des Koordinatenmessgerätes.The subject of the invention is a device comprising a coordinate measuring machine with mechanical connections between measuring circle elements or transport securing means and other components of the coordinate measuring machine.

Bei Koordinatenmessgeräten unterliegen mechanische Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten des Messkreises und für Transportsicherungen hohen Anforderungen an die Langzeitstabilität, und sind deshalb zumeist mittels kraftschlüssiger Verbindungen, insbesondere Schraubverbindungen realisiert. Um ausreichend große Kräfte und damit die sichere Verbindung zu gewährleisten, sind große Schraubengrößen und hohe Anzugsmomente oder sehr viele Schraubverbindungen erforderlich. Oft ist der dazu notwendige Platz oder das notwendige Material mit entsprechenden Eigenschaften nicht verfügbar. Bei starken mechanischen Beanspruchungen, beispielsweise beim Transport und großen Temperaturunterschieden können sich dann die mechanischen Komponenten zueinander verschieben. Bei hohen Temperaturdifferenzen können bei der Paarung von Teilen aus unterschiedlichen Materialien, insbesondere unterschiedlichem thermischen Ausdehnungskoeffizienten, Verschiebungen zwischen den gepaarten Teilen auftreten. Sind hierbei dem Messkreis zugehörige Komponenten betroffen, wie beispielsweise die Schienenführungen der Messachsen, geht der bei der Herstellung im Rahmen des Einmessens ermittelte Einmesszustand des Koordinatenmessgerätes verloren, oder noch schlimmer, ist die Funktion der Komponenten nicht mehr ordnungsgemäß gewährleistet. Folge ist eine aufwendige Reparatur oder zumindest eine erneute Einmessung, beispielsweise nach dem Transport beim Kunden vor Ort.In coordinate measuring machines, mechanical connections between the various components of the measuring circuit and for transport locks are subject to high requirements for long-term stability and are therefore usually implemented using non-positive connections, in particular screw connections. In order to ensure sufficiently large forces and thus a secure connection, large screw sizes and high tightening torques or a large number of screw connections are required. Often the necessary space or the necessary material with the appropriate properties is not available. In the event of strong mechanical stress, for example during transport and large temperature differences, the mechanical components can then shift relative to one another. If there are high temperature differences, when parts made of different materials are paired, in particular with different thermal expansion coefficients, shifts can occur between the paired parts. If components belonging to the measuring circuit are affected, such as the rail guides of the measuring axes, the calibration state of the coordinate measuring machine determined during production during calibration is lost, or even worse, the function of the components is no longer properly guaranteed. The result is a complex repair or at least a new measurement, for example after transport to the customer's site.

Ähnliches gilt, wenn Transportsicherungsmittel den mechanischen Belastungen beim Transport nicht standhalten. Transportsicherungsmittel können dabei zerstört werden und teure Koordinatenmessgerätekomponenten können in der Folge beschädigt werden oder auch zerstört werden. Insbesondere können dem Messkreis zugehörige oder andere Funktionsrelevante Komponenten verschoben werden. Besonders hoch ist die Gefahr bei Komponenten großer Masse, wie beispielsweise Röntgenröhren oder Detektoren von als Computertomografen ausgebildeten Koordinatenmessgeräten, aber auch schweren Pinolen oder Messtischen von großen Koordinatenmessgeräten.The same applies if transport securing devices cannot withstand the mechanical stresses during transport. Transport securing devices can be destroyed and expensive coordinate measuring machine components can be damaged or even destroyed as a result. In particular, components belonging to the measuring circuit or other functionally relevant components can be moved. The danger is particularly high with components of large mass, such as X-ray tubes or detectors of coordinate measuring machines designed as computer tomographs, but also heavy quills or measuring tables of large coordinate measuring machines.

Bisher bekannte Maßnahmen umfassen den Einsatz zusätzlicher Gewinde und entsprechender Schraubverbindungen, beispielsweise in der Basis des Koordinatenmessgerätes, von der einigen der Komponenten ausgehen. Auch Hilfsmittel zum Gegendrücken an Anschlagkanten werden eingesetzt, Um die Komponenten in ihrer Position zu stabilisieren.Previously known measures include the use of additional threads and corresponding screw connections, for example in the base of the coordinate measuring machine, from which some of the components originate. Aids for counter-pressing on stop edges are also used to stabilize the components in their position.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die bekannten Koordinatenmessgeräte dahingehend zu verbessern, dass mit einfachen und platzsparenden Mitteln die Stabilität, insbesondere Langzeitstabilität mechanisch und thermisch beanspruchter Komponenten, deren Verbindung bzw. Paarung auf Reibung basiert, also insbesondere Kraftschluss wie bei Schraubverbindungen, zu erhöhen. Dabei soll nicht einfach nur die Anzahl der Einzelverbindungen erhöht oder durch zusätzliche platzaufwendige Anschlagmittel ergänzt werden, sondern jede Verbindung an sich stabiler ausgeführt werden. Insbesondere sollen die Paarungsmittel wie Schrauben vor der Zerstörung wie Abscheren geschützt werden, beispielsweise zur Vermeidung von Transportschäden. Der Einsatz ist besonders sinnvoll, wo Schraubengröße und Festigkeitsklasse bereits an ihrer Grenze sind und mehr Sicherheit benötigt wird. Betroffen sind also z.B. Schraubverbindungen, die ein erhöhtes Transportrisiko aufweisen, wie Führungsbahnen, die nicht eingegossen sind oder schwere Komponenten, die beim Transport (z.B. durch Erschütterungen oder große Temperaturunterschiede) hohe Kräfte auf die Paarungen ausüben.A further object of the present invention is therefore to improve the known coordinate measuring machines in such a way that the stability, in particular long-term stability, of mechanically and thermally stressed components, the connection or pairing of which is based on friction, i.e. in particular frictional connection as in screw connections, can be achieved using simple and space-saving means. to increase. The aim is not simply to increase the number of individual connections or to supplement them with additional space-consuming slings, but rather to make each connection itself more stable. In particular, the mating means such as screws should be protected from destruction such as shearing, for example to avoid transport damage. Its use is particularly useful where screw size and strength class are already at their limits and more security is required. This affects, for example, screw connections that have an increased transport risk, such as guideways that are not cast in or heavy components that exert high forces on the pairs during transport (e.g. due to vibrations or large temperature differences).

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die mechanischen Verbindungen zwischen den betreffenden Komponenten durch ein die Reibung bzw. den Reibwert (Reibbeiwert bzw. Reibungskoeffizient) zwischen den jeweils gepaarten Komponenten erhöhendes Element wie Friction Insert oder Friction Shim ergänzt wird. Insbesondere werden diese zwischen den zu paarenden Komponenten angeordnet, um den Reibwert zu erhöhen, beispielsweise zwischen den Kufen einer Schienenführung und der Stahlbasis, von der die Kufe aufgeht. Aber auch die Befestigung der Sensoren an der Pinole oder des Messtisch, oder von Transportsicherungsmitteln für besonders schwere Komponenten wie beispielsweise Detektor und Röntgenröhre oder Tür der Strahlenschutzhaube eines als Computertomograf ausgebildeten Koordinatenmessgerätes sind vorgesehen. Grundlegend können aber auch alle anderen Verbindungen der Komponenten eines Koordinatenmessgeräten, wie beispielsweise Verbindungselemente mit den Reibung erhöhenden Elementen ausgerüstet werden.To solve this, the invention provides that the mechanical connections between the relevant components increase the friction or the coefficient of friction (coefficient of friction or coefficient of friction) between the respective paired components existing element such as friction insert or friction shim is added. In particular, these are arranged between the components to be paired in order to increase the coefficient of friction, for example between the runners of a rail guide and the steel base from which the runner rises. But the attachment of the sensors to the quill or the measuring table, or transport securing devices for particularly heavy components such as the detector and X-ray tube or the door of the radiation protection hood of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph are also provided. In principle, all other connections of the components of a coordinate measuring machine, such as connecting elements, can also be equipped with the friction-increasing elements.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ein Koordinatenmessgerät zumindest umfassend einen zur Aufnahme eines zu messenden Werkstücks ausgebildeten Messtisch und zumindest einen zur Erfassung des Werkstücks ausgebildeten Sensor, und umfassend Verbindungselemente zwischen Messtisch und Sensor, wobei ein Werkstück und Sensor bzw. jeweiligen Sensor verbindender Messkreis gebildet ist durch folgende Elemente (Messkreiselemente):

  • - Messtisch oder Teile davon,
  • - ein oder mehrere Sensoren oder Teile davon,
  • - einige der Verbindungselemente, vorzugsweise:
    • • Basis oder Teile davon,
    • • zumindest eine, zwei oder drei Messachsen zur Relativbewegung von Sensor und Messtisch zueinander und/oder
    • • zumindest eine den und die Sensoren aufnehmende Pinole,
und zeichnet sich dadurch aus, dass eine oder mehrere der zwischen den Messkreiselementen vorliegenden mechanischen Verbindungen (Paarungen), vorzugsweise kraftschlüssigen Verbindungen, durch zumindest ein die Reibung bzw. den Reibwert (Reibbeiwert bzw. Reibungskoeffizient) zwischen den jeweils gepaarten Messkreiselementen erhöhendes Element wie Friction Insert oder Friction Shim ergänzt ist, vorzugsweise dieses zwischen den jeweils gepaarten Messkreiselementen angeordnet ist.A device according to the invention comprises a coordinate measuring machine at least comprising a measuring table designed to hold a workpiece to be measured and at least one sensor designed to detect the workpiece, and comprising connecting elements between the measuring table and the sensor, wherein a measuring circuit connecting the workpiece and sensor or respective sensor is formed by the following Elements (measuring circuit elements):
  • - measuring table or parts thereof,
  • - one or more sensors or parts thereof,
  • - some of the connecting elements, preferably:
    • • base or parts thereof,
    • • at least one, two or three measuring axes for the relative movement of the sensor and measuring table to one another and/or
    • • at least one quill that accommodates the sensor(s),
and is characterized in that one or more of the mechanical connections (pairings) present between the measuring circle elements, preferably non-positive connections, are provided by at least one element, such as a friction insert, which increases the friction or the coefficient of friction (coefficient of friction or coefficient of friction) between the respective paired measuring circle elements or Friction Shim is supplemented, preferably this is arranged between the paired measuring circuit elements.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass das die Reibung erhöhende Element eine flache Form wie Scheibenform oder rechteckige Form wie Leiste aufweist, vorzugsweise als Unterlegscheibe in einer Schraubverbindung oder Unterlegleiste in einer mehrere Schraubverbindungen aufweisenden Paarung ausgebildet ist.In particular, the invention is characterized in that the friction-increasing element has a flat shape such as a disk shape or a rectangular shape such as a strip, preferably designed as a washer in a screw connection or washer strip in a pairing comprising several screw connections.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass eine oder mehrere der Messachsen zumindest einen Führungsschlitten, zumindest eine den Führungsschlitten führende Führungsbahn wie Kufe und zumindest eine Basis umfasst, von der die Führungsbahn ausgeht, wobei das die Reibung erhöhende Element in der Verbindung der Führungsbahn mit der Basis angeordnet ist, vorzugsweise die Verbindung als eine oder mehrere Schraubverbindungen ausgeführt ist, besonders bevorzugt das die Reibung erhöhende Element als Unterlegleiste ausgebildet ist.It is preferably provided that one or more of the measuring axes comprises at least one guide carriage, at least one guide track such as a runner guiding the guide carriage and at least one base from which the guide track extends, the friction-increasing element being arranged in the connection of the guide track with the base , preferably the connection is designed as one or more screw connections, particularly preferably the friction-increasing element is designed as a shim.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass das die Reibung erhöhende Element in der Verbindung eines Sensors mit einer Pinole angeordnet ist, vorzugsweise die Verbindung als Schraubverbindung ausgeführt ist.It should also be emphasized that the friction-increasing element is arranged in the connection of a sensor with a quill, preferably the connection is designed as a screw connection.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass das die Reibung erhöhende Element in der Verbindung zwischen zwei der Verbindungselemente angeordnet ist, insbesondere zwischen

  • - der Basis und der die Pinole tragenden Brücke oder Säule und/oder
  • - der Pinole und der Brücke oder Säule und/oder
  • - der Basis und einer ein Verbindungselement oder Sensor oder Detektor oder Strahlungsquelle eines als Computertomografen ausgebildeten Koordinatenmessgerätes tragenden Säule,
  • - einem Verbindungselement und einem Sensor oder Detektor oder Strahlungsquelle eines als Computertomografen ausgebildeten Koordinatenmessgerätes,
vorzugsweise die Verbindung als Schraubverbindung ausgeführt ist.The invention is also characterized in that the friction-increasing element is arranged in the connection between two of the connecting elements, in particular between
  • - the base and the bridge or column supporting the quill and/or
  • - the quill and the bridge or column and/or
  • - the base and a column carrying a connecting element or sensor or detector or radiation source of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph,
  • - a connecting element and a sensor or detector or radiation source of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph,
preferably the connection is designed as a screw connection.

Nach einem besonders hervorzuhebenden, auch unabhängig zur zuvor genannten erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen Vorschlag ist vorgesehen ein Koordinatenmessgerät umfassend eine Basis, einen zur Aufnahme des zu messenden Werkstücks ausgebildeten Messtisch, zumindest einen zur Erfassung des Werkstücks ausgebildeten Sensor, Verbindungselemente zwischen Messtisch und Sensor, und für den Transport des Koordinatenmessgeräts vorgesehene Haltemittel (Transportsicherungsmittel) zur Befestigung zumindest einer der folgenden Komponenten:

  • - Messtisch und/oder Sensor und/oder Pinole, oder Teile davon,
  • - öffenbare Tür, vorzugsweise Tür eines als Computertomograf ausgebildeten Koordinatenmessgeräts,
  • - Detektor und/oder Strahlungsquelle wie Röntgenröhre eines als Computertomograf ausgebildeten Koordinatenmessgeräts,
  • - zumindest eines der Verbindungselemente,
das sich dadurch auszeichnet, dass eine oder mehrere der zwischen den Transportsicherungsmitteln und den Komponenten vorliegenden mechanischen Verbindungen (Paarungen), vorzugsweise kraftschlüssigen Verbindungen, durch zumindest ein die Reibung bzw. den Reibwert (Reibbeiwert bzw. Reibungskoeffizient) erhöhendes Element wie Friction Insert oder Friction Shim ergänzt ist, vorzugsweise dieses zwischen den jeweils gepaarten Elementen angeordnet ist.According to a particularly noteworthy proposal, which is also provided independently of the aforementioned device according to the invention, a coordinate measuring machine is provided comprising a base, a measuring table designed to hold the workpiece to be measured, at least one sensor designed to detect the workpiece, connecting elements between the measuring table and the sensor, and for the Holding means (transport securing means) provided for transporting the coordinate measuring machine for fastening at least one of the following components:
  • - Measuring table and/or sensor and/or quill, or parts thereof,
  • - openable door, preferably the door of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph,
  • - Detector and/or radiation source such as an X-ray tube of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph,
  • - at least one of the connecting elements,
which is characterized in that one or more of the mechanical connections (pairings), preferably non-positive connections, present between the transport securing means and the components are provided by at least one element which increases the friction or the coefficient of friction (coefficient of friction or coefficient of friction), such as a friction insert or friction shim is supplemented, preferably this is arranged between the paired elements.

Besonders hervorzuheben ist, dass das Koordinatenmessgerät zumindest einen weiteren Sensor aufweist wie taktilen Sensor, taktil-optischen Sensor, optischen Abstandsensor, Bildverarbeitungssensor und/oder Computertomografiesensor und/oder dass das Koordinatenmessgerät als ein zumindest einen Detektor und eine Strahlungsquelle aufweisender Computertomograf ausgeführt ist.It should be particularly emphasized that the coordinate measuring machine has at least one further sensor, such as a tactile sensor, tactile-optical sensor, optical distance sensor, image processing sensor and/or computer tomography sensor and/or that the coordinate measuring machine is designed as a computer tomograph having at least one detector and a radiation source.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zur Bestimmung geometrischer Eigenschaften von Werkstücken mit einem taktil-optischen Sensor in einem Koordinatenmessgerät bzw. Koordinatenmesssystem.The subject of an independent invention is a method for determining geometric properties of workpieces using a tactile-optical sensor in a coordinate measuring machine or coordinate measuring system.

Taktil-optische Sensoren und Verfahren zum Betreiben dieser sind aus mehreren Schriften der Anmelderin bekannt, beispielsweise der WO9857121A1 , WO9953269A1 , WO9963301A1 , WO0225206A1 , WO2015082683A2 , DE102010060833 und der DE102014117978 . In letztgenannter wird ein Bildkorrelation verschrieben, das das Auffinden beliebiger Objekte im Bild ermöglicht. Dazu wird ein Referenzbild (Template) des nicht ausgelenkten Antastformelements bzw. der Zielmarke erzeugt und vorab gespeichert. Dieses Template wird bei der Messung (ausgelenktes Antastformelement bzw. Zielmarke) im Bild dann gesucht. Die Stelle mit dem größten Ähnlichkeitswert entspricht der Mittenposition des Antastformelements bzw. der Zielmarke.Tactile-optical sensors and methods for operating them are known from several of the applicant's publications, for example WO9857121A1 , WO9953269A1 , WO9963301A1 , WO0225206A1 , WO2015082683A2 , DE102010060833 and the DE102014117978 . In the latter, an image correlation is prescribed, which makes it possible to find any objects in the image. For this purpose, a reference image (template) of the non-deflected probing element or the target mark is generated and saved in advance. This template is then searched for in the image during the measurement (deflected probing element or target mark). The location with the greatest similarity value corresponds to the center position of the probing element or the target mark.

Nachteilig bei den bekannten Verfahren ist es jedoch, dass die Bildkorrelation einen sehr hohen Rechenaufwand und damit eine sehr hohe Rechenzeit beansprucht, wenn die Bildgröße, also die Anzahl der Pixel steigt, beispielsweise beim Einsatz von Kameras höherer Auflösung im Bildverarbeitungssensor. Aufwand und Rechenzeit steigen überproportional, mindestens quadratisch mit der Pixelanzahl. Um mit dem taktil-optischen Sensor sehr genau messen zu können, ist jedoch eine hohe Auflösung erforderlich. Diese kann durch Erhöhung der Vergrößerung der Optik des Bildverarbeitungssensors aber nur insofern realisiert werden, wie dies die Größe der erfassten Marke erlaubt. Diese muss im aufgenommenen Bild auch bei der zulässigen maximalen Auslenkung noch vollständig erfasst werden. Daher muss zur weiteren Erhöhung der Auflösung die Pixelgröße im aufgenommenen Bild erhöht werden, beispielsweise durch den Einsatz höher auflösender Kameras, wodurch sich die Anzahl der Pixel erhöht und zuvor genannte Rechenzeitproblematik auftritt.However, the disadvantage of the known methods is that the image correlation requires a very high computational effort and therefore a very long computing time when the image size, i.e. the number of pixels, increases, for example when using cameras with a higher resolution in the image processing sensor. Effort and computing time increase disproportionately, at least quadratically with the number of pixels. However, in order to be able to measure very precisely with the tactile-optical sensor, a high resolution is required. However, this can only be achieved by increasing the magnification of the optics of the image processing sensor to the extent that the size of the detected mark allows this. This must still be completely captured in the captured image, even with the maximum permissible deflection. Therefore, to further increase the resolution, the pixel size in the recorded image must be increased, for example by using higher resolution cameras, which increases the number of pixels and causes the aforementioned computing time problems.

Der taktil-optische Sensor wird neben Einzelpunktmessungen auch im Scanning-Modus betrieben. Um den Kontakt zum Werkstück auch bei hohen Scangeschwindigkeiten, insbesondere bei vorab unbekanntem Verlauf der Werkstückoberfläche nicht zu verlieren, ist es daher notwendig, die Auslenkung sehr schnell zu bestimmen, um eine entsprechende Regelung der Auslenkung zu gewährleisten. Die Auswertegeschwindigkeit der Bildkorrelationsverfahren nach dem Stand der Technik begrenzt hier die maximal zulässige Scanning-Geschwindigkeit oder die erzielbare Genauigkeit, schnelle und trotzdem genaue Messungen sind nicht gleichzeitig realisierbar.In addition to single-point measurements, the tactile-optical sensor is also operated in scanning mode. In order not to lose contact with the workpiece even at high scanning speeds, especially when the course of the workpiece surface is unknown in advance, it is therefore necessary to determine the deflection very quickly in order to ensure appropriate control of the deflection. The evaluation speed of the image correlation methods according to the state of the art limits the maximum permissible scanning speed or the achievable accuracy; fast and yet precise measurements cannot be achieved at the same time.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Messung geometrischer Eigenschaften von Werkstücken mit einem taktil-optischen Sensor in Bezug auf Genauigkeit und zulässige Scanning-Geschwindigkeit zu verbessern.A further object of the present invention is therefore to improve the measurement of geometric properties of workpieces with a tactile-optical sensor in terms of accuracy and permissible scanning speed.

Zur Lösung sieht die Erfindung zwei unabhängige Verfahren vor, die besonders vorteilhaft auch kombiniert angewendet werden.To solve this, the invention provides two independent methods, which can also be used in combination particularly advantageously.

Das erste Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass nur ein Ausschnitt der für die Bildkorrelation verwendeten Bilder ausgewertet wird. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anzahl der Pixel verringert ist. Es muss hierbei sichergestellt sein, dass der Ausschnitt den für die Bildkorrelationsbestimmung relevanten Anteil aufweist, also den Teil, in dem die Marke abgebildet ist. Für das im nicht ausgelenkten Zustand aufgenommene Referenz-Bild (auch Template-Bild genannt) ist dies in der Regel ein Bereich im Zentrum. Je nach Justagezustand kann die Marke aber auch leicht außermittig abgebildet sein, beispielsweise, wenn die Tastverlängerung in einem aus der Vertikalen heraus geschwenktem Zustand betrieben wird. Die Größe des Ausschnitts ergibt sich aus der Größe der Abbildung der Marke im Template-Bild und kann zwischen unterschiedlichen taktil-optischen Sensoren variieren (Marke selbst, Vergrößerung der Optik und Größe des Kamerachips können variieren). Es verbleibt jedoch immer ein Abstand zum Bildrand, da anderenfalls eine ausgelenkte Marke nicht mehr vollständig im Messbild abgebildet werden würde und Fehler bei der Bildkorrelation auftreten können. Für das im ausgelenkten Zustand aufgenommene Messbild bzw. Messbild-Daten (es kann sich auch um eine Überlagerung mehrerer Messbilder handeln) erfolgt die Festlegung des Ausschnitts anhand der zeitlich davor, insbesondere im zeitlich direkt davor aufgenommenen Messbild, also anhand der Historie der Auslenkung, weil mit großen Sprüngen der Auslenkung in der Regel nicht zu rechnen ist, wenn die Bildaufnahmefrequenz hoch genug relativ zur Scanning-Geschwindigkeit gewählt ist. Neben der Historie der Auslenkung (Betrag und Richtung) selbst, kann auch die Änderung der Auslenkung, ermittelt aus mehreren zeitlich davor aufgenommenen Messbildern, für die Vorhersage der Auslenkung und damit die erwartete Position der Marke im Messbild genutzt werden. Nach einer besonders hervorzuhebenden Lösung ist auch vorgesehen, Soll-Daten wie CAD-Daten des Werkstücks zur Vorhersage der Auslenkung zu verwenden. Hierbei wird beispielsweise der für das Scanning festgelegte Pfad entlang der Soll-Daten ausgewertet und Richtungsänderungen berücksichtigt. Entfernt sich die Oberfläche in eine bestimmte Richtung vom taktil-optischen Sensor während der Sanning-Bewegung, dass kann die resultierende Änderung der Auslenkung unter Berücksichtigung der Relativbewegung von Werkstück und Sensor beim Scanning vorausgesagt werden.The first method is characterized by the fact that only a section of the images used for image correlation is evaluated. This has the advantage that the number of pixels is reduced. It must be ensured that the section contains the portion relevant for the image correlation determination, i.e. the portion in which the brand is depicted. For the reference image (also called template image) recorded in the undeflected state, this is usually an area in the center. Depending on the adjustment state, the mark can also be depicted slightly off-center, for example if the tactile extension is operated in a state that is pivoted out of the vertical. The size of the section results from the size of the image of the brand in the template image and can vary between different tactile-optical sensors (brand itself, magnification of the optics and size of the camera chip can vary). However, it remains always a distance from the edge of the image, as otherwise a deflected mark would no longer be completely reflected in the measurement image and errors could occur in the image correlation. For the measurement image or measurement image data recorded in the deflected state (it can also be a superposition of several measurement images), the detail is determined based on the measurement image recorded beforehand, in particular in the measurement image recorded immediately before, i.e. based on the history of the deflection, because Large jumps in deflection are generally not to be expected if the image recording frequency is selected high enough relative to the scanning speed. In addition to the history of the deflection (amount and direction) itself, the change in the deflection, determined from several previously recorded measurement images, can also be used to predict the deflection and thus the expected position of the mark in the measurement image. According to a particularly noteworthy solution, it is also planned to use target data such as CAD data of the workpiece to predict the deflection. For example, the path defined for scanning along the target data is evaluated and changes in direction are taken into account. If the surface moves away from the tactile-optical sensor in a certain direction during the scanning movement, the resulting change in deflection can be predicted taking into account the relative movement of the workpiece and sensor during scanning.

Beim zweiten Verfahren wird die Anzahl der für die Bildkorrelation auszuwertenden Pixel dadurch verringert, dass Messbild-Daten und/oder das Template-Bild mit verringerter Auflösung (Pixelanzahl) verarbeitet wird, beispielsweise, indem die nativen Bilddaten durch Binning in Bilddaten mit größeren Pixeln umgerechnet werden. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Auslenkung zwar noch nicht mit der vollen Auflösung und Genauigkeit bestimmt wird, aber dafür sehr schnell ein Wert für die Auslenkung vorliegt, der für die Regelung der Auslenkung beim Scanning genutzt werden kann. Die genaue Ermittlung der Auslenkung anhand der voll aufgelösten Bilddaten kann nachgelagert erfolgen. Dieser Schritt wird nach einer besonders hervorzuhebenden erfinderischen Lösung nur auf den Ausschnitt der Bilddaten angewendet, wodurch er besonders schnell erfolgen kann. Eine weitere Beschleunigung ergibt sich auch schon bei der Bildkorrelation der gebinnten Bilddaten, wenn diese nur auf den Ausschnitt angewendet werden, also eine Kombination mit dem oben genannten ersten Verfahren erfolgt.In the second method, the number of pixels to be evaluated for image correlation is reduced by processing measurement image data and/or the template image with reduced resolution (number of pixels), for example by converting the native image data into image data with larger pixels by binning . This has the advantage that the deflection is not yet determined with full resolution and accuracy, but a value for the deflection is available very quickly, which can be used to control the deflection during scanning. The exact determination of the deflection based on the fully resolved image data can be done downstream. According to a particularly noteworthy inventive solution, this step is only applied to the section of the image data, which means that it can be carried out particularly quickly. A further acceleration also results from the image correlation of the binned image data if this is only applied to the section, i.e. a combination with the above-mentioned first method takes place.

Eine weitere Beschleunigung der Auswertung kann durch Auslagern, insbesondere der Bildkorrelation auf eine GPU (graphics processing unit) erfolgen. Hierbei muss jedoch der zusätzliche Datentransfer der Bilddaten zur und von der GPU eingerechnet werden.The evaluation can be further accelerated by outsourcing, in particular the image correlation, to a GPU (graphics processing unit). However, the additional data transfer of image data to and from the GPU must be taken into account.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Bestimmung geometrischer Eigenschaften von Werkstücken mit einem taktil-optischen Sensor in einem Koordinatenmessgerät bzw. Koordinatenmesssystem sieht vor, dass wobei mehrere Messpunkte an der Oberfläche des Werkstücks aufgenommen und zu Maßen verknüpft werden, wobei der taktil-optische Sensor eine flexible Tasterverlängerung mit zumindest einem Antastformelement und zumindest einer Marke, vorzugsweise gebildet durch das Antastformelement oder eine von der flexiblen Tasterverlängerung ausgehende Marke, und einen Bildverarbeitungssensor zur Erfassung der Marke aufweist, und wobei die Auslenkung des Antastformelementes senkrecht (X- und Y-Richtung) zur Richtung der flexiblen Tasterverlängerung (Z-Richtung) bestimmt wird mittels Bildkorrelationsverfahren, bei dem mit dem Bildverarbeitungssensor aufgenommene Bilddaten der Marke bei nicht ausgelenktem Antastformelement (Referenz-Bild bzw. Template-Bild) mit bei ausgelenktem Antastformelement (Messbild-Daten) verglichen werden, und zeichnet sich dadurch aus, dass die Bestimmung der Bildkorrelation, insbesondere der Verschiebung von Messbild-Daten zum Template-Bild,

  • - nur für einen Ausschnitt der Messbild-Daten, und vorzugsweise nur für einen Ausschnitt des Template-Bildes, und/oder
  • - für Messbild-Daten und/oder Template-Bild mit verringerter Auflösung (Pixelanzahl)
erfolgt.A method according to the invention for determining geometric properties of workpieces with a tactile-optical sensor in a coordinate measuring machine or coordinate measuring system provides that several measuring points on the surface of the workpiece are recorded and linked to dimensions, the tactile-optical sensor having a flexible probe extension at least one probing element and at least one mark, preferably formed by the probing element or a mark emanating from the flexible probe extension, and an image processing sensor for detecting the mark, and wherein the deflection of the probing element is perpendicular (X and Y directions) to the direction of the flexible Probe extension (Z direction) is determined using an image correlation method, in which image data of the mark recorded with the image processing sensor when the probing element (reference image or template image) is not deflected are compared with when the probing element (measuring image data) is deflected, and is characterized by this from that the determination of the image correlation, in particular the shift of measurement image data to the template image,
  • - only for a section of the measurement image data, and preferably only for a section of the template image, and/or
  • - for measurement image data and/or template image with reduced resolution (number of pixels)
he follows.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der für die Bildkorrelation verwendete Ausschnitt der Messbild-Daten ein erwarteter Bereich innerhalb der Messbild-Daten ist, der festgelegt wird anhand einer zeitlich zuvor bestimmten Auslenkung (Richtung und Betrag), und vorzugsweise zusätzlich anhand der zeitlich zuvor bestimmten Änderung der Auslenkung (Richtung), insbesondere Richtung und Betrag der Änderung der Auslenkung.In particular, the invention is characterized in that the section of the measurement image data used for the image correlation is an expected area within the measurement image data, which is determined based on a previously determined deflection (direction and amount), and preferably additionally based on the time previously determined change in deflection (direction), in particular direction and amount of change in deflection.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der für die Bildkorrelation verwendete Ausschnitt des Template-Bildes mittig um die Abbildung der Marke festgelegt ist, wobei vorzugsweise Ausschnitt für Messbild-Daten gleich groß festgelegt wird.It is preferably provided that the section of the template image used for the image correlation is set centrally around the image of the mark, with the section for measurement image data preferably being set to the same size.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Verringerung der Auflösung durch Binning der Messbild-Daten und/oder des Template-Bildes bzw. des Ausschnitts derer erfolgt, beispielsweise durch 2×2 - Binning Pixelanzahl auf ein Viertel reduziert wird.It should also be emphasized that the resolution is reduced by binning the measurement image data and/or the template image or the section thereof, for example by 2×2 - binning the number of pixels is reduced to a quarter.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass anschließend an die Bestimmung der Auslenkung mit verringerter Auflösung eine verfeinerte Bestimmung der Auslenkung erfolgt, indem in dem Ausschnitt der Messbild-Daten und/oder des Template-Bildes um die zuvor bestimmte Auslenkung eine Bildkorrelation mit nicht verringerter Auflösung (Pixelanzahl) erfolgt.The invention is also characterized in that after the determination of the deflection with reduced resolution, a more refined determination of the deflection is carried out in that an image correlation with non-reduced resolution is carried out in the section of the measurement image data and/or the template image around the previously determined deflection resolution (number of pixels).

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zumindest Teil des Verfahrens, vorzugsweise Bildkorrelationsberechnung, auf einer GPU abgearbeitet wird.In particular, the invention is characterized in that at least part of the method, preferably image correlation calculation, is processed on a GPU.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes mit einer Dreheinheit mit einer eine Spitze umfassenden Einspannvorrichtung für ein zu messendes Werkstück wie Werkzeug oder Welle.The subject of an independent invention is a method for operating a coordinate measuring machine with a rotating unit with a clamping device comprising a tip for a workpiece to be measured, such as a tool or shaft.

Bei bekannten Koordinatenmessgeräten mit einer Dreheinheit zur Messung von geometrischen Eigenschaften (der Merkmale) an einem Werkstück wie Werkzeugs, beispielsweise Bohrer oder Fräser, oder Welle, wird das Werkstück von einer Einspannvorrichtung aufgenommen, die eine Spitze umfasst, deren zumeist kegelförmiger Abschnitt in eine Zentrieröffnung am Werkstücks eingreift. Meist wird die gegenüberliegende Seite des Werkstücks von einer Gegenspitze aufgenommen. Die Spitze kann drehbar sein und dreht das Werkstück mit. Ist die Spitze nicht drehbar (feste Spitze) erfolgt die Drehung des Werkstücks durch einen sogenannten Mitnehmer. In verschiedenen Drehstellungen der Dreheinheit, und damit des Werkstücks werden durch zumindest einen Sensor des Koordinatenmessgerätes Messpunkte, insbesondere am Umfang des Werkstücks, aufgenommen. Um die geometrischen Eigenschaften möglichst genau zu bestimmen, werden die Messpunkte relativ zur Lage der Werkstückachse ausgewertet. Da durch die Einspannung nicht verlässlich und nicht genau genug sichergestellt werden kann, dass die Werkstückachse und die Achse, um die sich der Drehtisch der Dreheinheit dreht, identisch sind, ist von einem Taumeln der Werkstückeachse auszugehen. Die Werkstückachse zeigt also je nach Drehstellung in eine leicht andere Richtung.In known coordinate measuring machines with a rotating unit for measuring geometric properties (features) on a workpiece such as a tool, for example a drill or milling cutter, or shaft, the workpiece is held by a clamping device which includes a tip, the usually conical section of which is inserted into a centering opening on the Workpiece intervenes. The opposite side of the workpiece is usually held by a counter center. The tip can be rotatable and rotates the workpiece. If the tip cannot be rotated (fixed tip), the workpiece is rotated by a so-called driver. In different rotational positions of the rotating unit, and thus of the workpiece, measuring points, in particular on the circumference of the workpiece, are recorded by at least one sensor of the coordinate measuring machine. In order to determine the geometric properties as accurately as possible, the measuring points are evaluated relative to the position of the workpiece axis. Since the clamping cannot ensure reliably and accurately enough that the workpiece axis and the axis around which the turntable of the rotating unit rotates are identical, it can be assumed that the workpiece axis will wobble. The workpiece axis points in a slightly different direction depending on the rotation position.

Um die Lage der Werkstückachse zu bestimmen, sind Verfahren bekannt, bei denen diese direkt am Umfang eines Schaftes des Werkstücks bestimmt wird. Ein solcher Bereich kann jedoch am Werkstück selbst gar nicht vorhanden oder nicht geeignet sein, oder er ist für die Erfassung nicht zugänglich. In diesen Fällen werden an zumindest einem Ende sogenannte Zentrieröffnungen bzw. Zentrierbohrungen in den Werkstücken vorgesehen, die die Werkstückachse definieren und in die der kegelförmige Bereich der Spitze der Einspannvorrichtung eingreift. Um die Werkstückachse im eingespannten Zustand des Werkstücks zu bestimmen, ist es nun erforderlich, die Zentrieröffnung bzw. die Lage deren Symmetrieachse zu erfassen. Durch die Paarung mit der Spitze ist die Zentrieröffnung aber zumeist vollständig unzugänglich. Die DE102016203590 schlägt zur Lösung den Einsatz einer Spitze vor, die Aussparungen aufweist, um die Zentrieröffnung zumindest teilweise erfassbar zu machen. Dieses Verfahren ist sehr aufwändig, weil nur stückweise im Bereich der Aussparungen Messpunkte aufgenommen werden können. Eine fortlaufende, scannende Erfassung ist nicht möglich. Da nur kleine Bereiche erfassbar sind, ist die Genauigkeit der Ermittlung der Lage der Werkstückachse begrenzt. Die Erfassung von Messpunkten erfordert zudem einen für den Eingriff in die Aussparungen geeigneten Sensor. Zudem erfordert der Einsatz Sonderspitzen und kann nicht auf die weit verbreiteten Vollspitzen übertragen werden.In order to determine the position of the workpiece axis, methods are known in which this is determined directly on the circumference of a shaft of the workpiece. However, such an area may not be present on the workpiece itself, may not be suitable, or may not be accessible for detection. In these cases, so-called centering openings or centering bores are provided in the workpieces at at least one end, which define the workpiece axis and into which the conical region of the tip of the clamping device engages. In order to determine the workpiece axis in the clamped state of the workpiece, it is now necessary to record the centering opening or the position of its axis of symmetry. However, due to the pairing with the tip, the centering opening is usually completely inaccessible. The DE102016203590 As a solution, suggests using a tip that has recesses in order to make the centering opening at least partially detectable. This process is very complex because measuring points can only be recorded piecemeal in the area of the recesses. Continuous scanning capture is not possible. Since only small areas can be detected, the accuracy of determining the position of the workpiece axis is limited. The detection of measuring points also requires a sensor suitable for engaging in the recesses. In addition, the use requires special tips and cannot be transferred to the widely used full tips.

Eine weitere mögliche Lösung zur Bestimmung der Werkstückachse wäre die Erfassung der Symmetrieachse des kegelförmigen Abschnitts der Spitze. Dieser ist jedoch durch den Eingriff in die Zentrieröffnung des zu messenden Werkstücks weitestgehend nicht zugänglich. Der möglichweise zugängliche Teil weist in der Regel einen zu kleinen messbaren Abschnitt auf, wodurch die Achslage nicht genau genug ermittelbar ist. Soll der kegelförmigen Abschnitt der Spitze gut erreichbar sein, muss das Werkstück dazu ausgespannt werden. Die dann ermittelte Achslage kann jedoch durch die Einspannkräfte und die Gewichtskraft des Werkstücks von der Achslage abweichen, die bei eingespanntem Werkstück vorliegt, so dass auch hier mit Messabweichungen gerechnet werden muss.Another possible solution for determining the workpiece axis would be to record the axis of symmetry of the conical section of the tip. However, this is largely inaccessible due to the intervention in the centering opening of the workpiece to be measured. The potentially accessible part usually has a measurable section that is too small, meaning that the axial position cannot be determined precisely enough. If the conical section of the tip is to be easily accessible, the workpiece must be unclamped. However, the axial position then determined can deviate from the axial position that exists when the workpiece is clamped due to the clamping forces and the weight of the workpiece, so measurement deviations must also be expected here.

Bei bekannten Verfahren wird deshalb die Lage der Werkstückachse ermittelt, indem der meist zylindrische und leicht zugängliche Bund der Spitze bei eingespanntem Werkstück gemessen und dessen Symmetrieachse herangezogen wird. Man geht dabei davon aus, dass die Symmetrieachse der Zentrieröffnung und die Symmetrieachse des Bundes fluchten. Dies ist jedoch nicht immer genau genug der Fall, beispielsweise wenn die Symmetrieachsen der Zentrieröffnung und des kegelförmigen Abschnitts der Spitze zwar noch fluchten, nicht aber die Symmetrieachsen des kegelförmigen Abschnitts der Spitze und des Bundes der Spitze. Abweichungen bei der Fertigung der Spitze oder Abnutzungserscheinungen können dadurch zur ungenauen Bestimmung der Lage der Werkstückachse und damit zu Messabweichungen bei der Bestimmung der geometrischen Eigenschaften führen.In known methods, the position of the workpiece axis is therefore determined by measuring the usually cylindrical and easily accessible collar of the tip with the workpiece clamped and using its axis of symmetry. It is assumed that the axis of symmetry of the centering opening and the axis of symmetry of the collar are aligned. However, this is not always the case precisely enough, for example if the axes of symmetry of the centering opening and the conical section of the tip are still aligned, but the axes of symmetry of the conical section of the tip and the collar of the tip are not. Deviations in the production of the tip or signs of wear can lead to inaccurate determination of the position of the workpiece axis and thus to measurement deviations when determining the geometric properties.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein verbessertes, insbesondere genaueres Verfahren zur Bestimmung von geometrischen Eigenschaften an einem Werkstück zur Verfügung zu stellen, bei dem das Werkstück in einer eine Spitze aufweisenden Aufnahmevorrichtung eingespannt ist und zumindest ein Teil des Werkstücks in mehreren Drehstellungen durch einen Sensor erfasst wird. Die Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden werden, insbesondere Abweichungen durch unzureichende Fluchtung der Symmetrieachsen des Bundes (folgend auch als Spitzenbund bezeichnet) und des kegelförmigen Abschnitts der Spitze (folgend auch als Spitzenkegel genannt) sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.A further object of the present invention is therefore to provide an improved, in particular more precise method for determining geometric properties on a workpiece to provide, in which the workpiece is clamped in a receiving device having a tip and at least part of the workpiece is detected by a sensor in several rotational positions. The disadvantages of the prior art should be avoided, in particular deviations due to insufficient alignment of the axes of symmetry of the collar (hereinafter also referred to as the tip collar) and the conical section of the tip (hereinafter also referred to as the tip cone) should be avoided or at least reduced.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die Relativlage (folgend abgekürzt mit Kegel-Bund-Lage) zwischen der Achse (Symmetrieachse) des Spitzenkegels (Kegelachse) und der Achse (Symmetrieachse) des Spitzenbunds (Bundachse) bestimmt und bei der Auswertung der Sensordaten zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaft am Werkstück berücksichtigt wird. Die bestimmte Kegel-Bund-Lage kann beispielsweise bei der Ermittlung einer Bezugsachse, insbesondere der Werkstückachse, und damit für die Auswertung herangezogen werden.To solve this, the invention provides that the relative position (hereinafter abbreviated as cone-collar position) between the axis (axis of symmetry) of the tip cone (cone axis) and the axis (axis of symmetry) of the tip collar (collar axis) is determined and used in the evaluation of the sensor data Determination of the geometric property on the workpiece is taken into account. The specific cone-collar position can be used, for example, when determining a reference axis, in particular the workpiece axis, and thus for the evaluation.

Besonders bevorzugt wird die Bundachse bei eingespanntem Werkstück ermittelt und diese dann unter Hinzunahme der besonders bevorzugt ohne eingespanntes Werkstück ermittelten Kegel-Bund-Lage korrigiert, um die Werkstückachse zu erhalten.Particularly preferably, the collar axis is determined with the workpiece clamped and this is then corrected using the taper-collar position, which is particularly preferably determined without the workpiece clamped, in order to obtain the workpiece axis.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes umfassend zumindest einen Sensor wie optischen Sensor oder taktilen Sensor oder taktil-optischen Sensor, und eine Dreheinheit, zumindest umfassend einen Drehtisch mit einer Einspannvorrichtung, welche zumindest aufweist eine erste Aufnahmevorrichtung in Form einer drehbaren oder festen Spitze, und vorzugsweise eine zweite Aufnahmevorrichtung wie drehbare oder feste Gegenspitze sieht vor, dass zur Bestimmung von geometrischen Eigenschaften an einem Werkstück, zumindest ein Teil des Werkstück mit dem Sensor in mehreren Drehstellungen, eingestellt durch Drehen des Drehtischs, erfasst wird und Sensordaten ermittelt werden, wobei die Spitze der ersten Aufnahmevorrichtung einen zur Berührung mit dem Werkstück, insbesondere der Zentrieröffnung des Werkstücks, vorgesehenen kegelförmigen Abschnitt (Spitzenkegel) und zumindest einen nicht zur Berührung mit dem Werkstück vorgesehenen Abschnitt (Spitzenbund), vorzugsweise zylindrischen Abschnitt aufweist und zeichnet sich dadurch aus, dass die Relativlage (Kegel-Bund-Lage) zwischen der Achse des Spitzenkegels (Kegelachse) und der Achse des Spitzenbunds (Bundachse) bestimmt und bei der Auswertung der Sensordaten zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaft am Werkstück berücksichtigt wird, vorzugsweise zur Bestimmung einer Bezugsachse, insbesondere der Werkstückachse herangezogen wird.A method according to the invention for operating a coordinate measuring machine comprising at least one sensor such as an optical sensor or tactile sensor or tactile-optical sensor, and a rotating unit, at least comprising a turntable with a clamping device, which has at least a first receiving device in the form of a rotatable or fixed tip, and Preferably a second recording device such as a rotatable or fixed counter tip provides that, in order to determine geometric properties on a workpiece, at least part of the workpiece is recorded with the sensor in several rotational positions, set by rotating the turntable, and sensor data are determined, the tip the first receiving device has a conical section (tip cone) intended for contact with the workpiece, in particular the centering opening of the workpiece, and at least one section (tip collar), preferably cylindrical section, not intended for contact with the workpiece, and is characterized in that the relative position (cone-collar position) between the axis of the tip cone (cone axis) and the axis of the tip collar (collar axis) is determined and is taken into account when evaluating the sensor data to determine the geometric property on the workpiece, preferably used to determine a reference axis, in particular the workpiece axis becomes.

Der Spitzenkegel kann eine kegelförmige Spitze sein, es sind aber auch andere rotationssymmetrische Formen vorgesehen, beispielsweise ein Kegelstumpf.The tip cone can be a conical tip, but other rotationally symmetrical shapes are also provided, for example a truncated cone.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass durch die Berücksichtigung der Kegel-Bund-Lage, die von der Drehstellung abhängige Lage der Werkstückachse im Raum, insbesondere im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts oder des Sensors, bestimmt und

  • - als Bezugsachse für die in der jeweiligen Drehstellung aufgenommenen Sensordaten wie Messpunkte oder Bilddaten verwendet wird und/oder
  • - für die Korrektur der in der jeweiligen Drehstellung aufgenommenen Sensordaten wie Messpunkte oder Bilddaten verwendet wird, insbesondere Verschiebung der Messpunkte oder Bilddaten.
In particular, the invention is characterized in that by taking into account the taper-collar position, the position of the workpiece axis in space, which is dependent on the rotational position, is determined and
  • - is used as a reference axis for the sensor data recorded in the respective rotational position, such as measuring points or image data and/or
  • - used to correct the sensor data recorded in the respective rotational position, such as measuring points or image data, in particular shifting the measuring points or image data.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Lage der Bundachse im Koordinatensystem des Koordinatenmessgeräts oder Sensors bestimmt und bei der Auswertung der geometrischen Eigenschaft am Werkstück berücksichtigt wird, vorzugsweise Bundachse bei eingespanntem Werkstück ermittelt wird.It is preferably provided that the position of the collar axis in the coordinate system of the coordinate measuring machine or sensor is determined and taken into account when evaluating the geometric property on the workpiece, preferably the collar axis is determined with the workpiece clamped.

Der Bund kann durch Einspannkräfte bzw. die Gewichtskraft des Werkstücks leicht verkippen, und damit auch Spitze. Deshalb wird die Lage der Bundachse erst nach dem Einspannen bestimmt.The collar can tilt slightly due to clamping forces or the weight of the workpiece, and with it the tip. Therefore, the position of the collar axis is only determined after clamping.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Lage der Koordinatensysteme des Koordinatenmessgeräts und des Sensors zueinander bestimmt werden und bei der Auswertung der geometrischen Eigenschaft am Werkstück berücksichtigt wird.It should also be emphasized that the position of the coordinate systems of the coordinate measuring machine and the sensor relative to one another is determined and is taken into account when evaluating the geometric properties of the workpiece.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Kegel-Bund-Lage für eine Drehstellung bestimmt und für weitere Drehstellungen entsprechend der jeweiligen Drehstellung gedreht angewendet wird.The invention is also characterized in that the cone-collar position is determined for one rotational position and is used rotated for further rotational positions in accordance with the respective rotational position.

Dieses Mitdrehen der Kegel-Bund-Lage ist beim Einsatz von drehenden bzw. drehbaren Spitzen erforderlich.This rotation of the cone-collar position is necessary when using rotating or rotating tips.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass zur Bestimmung der Kegel-Bund-Lage jeweils mehrere Messpunkte mit dem Sensor und/oder einem weiteren Sensor in dem oder einem anderen Koordinatenmessgerät am Spitzenkegel und am Spitzenbund aufgenommen werden, vorzugsweise in mehreren Drehstellung eines bzw. des Drehtischs.In particular, the invention is characterized in that, in order to determine the cone-collar position, several measuring points are recorded with the sensor and/or another sensor in the or another coordinate measuring machine on the tip cone and on the tip collar the, preferably in several rotational positions of one or the turntable.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass aus den an Spitzenkegel und Spitzenbund aufgenommenen Messpunkten jeweils eine Symmetrieachse als die Kegelachse bzw. Bundachse ermittelt wird.It is preferably provided that an axis of symmetry is determined as the cone axis or collar axis from the measuring points recorded on the tip cone and tip collar.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die bestimmte Kegel-Bund-Lage einen Winkel im Raum und einen Versatz bzw. Versatzvektor, vorzugsweise Versatzvektor zwischen Schnittpunkt der Kegelachse und Schnittpunkt der Bundachse mit einer vorgegebenen Ebene wie beispielsweise Ebene senkrecht zur Kegelachse oder senkrecht zur Bundachse, umfasst.It should also be emphasized that the specific cone-collar position includes an angle in space and an offset or offset vector, preferably an offset vector between the intersection of the cone axis and the intersection of the collar axis with a predetermined plane such as a plane perpendicular to the cone axis or perpendicular to the collar axis .

Die Kegel-Bund-Lage beschreibt also die Verkippung und den Versatz der Kegelachse zur Bundachse.The cone-collar position describes the tilting and offset of the cone axis to the collar axis.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Aufnahme der Messpunkte am Spitzenkegel ohne aufgenommenes Werkstück erfolgt und/oder dass die Aufnahme der Messpunkte am Spitzenkegel mit aufgenommenem Werkstück erfolgt und die Messpunkte am Spitzenkegel an den nicht vom Werkstück abgedeckten Bereichen aufgenommen werden.The invention is also characterized in that the measuring points on the tip cone are recorded without a workpiece being recorded and/or in that the measuring points on the tip cone are recorded with the workpiece recorded and the measuring points on the tip cone are recorded in the areas not covered by the workpiece.

Diese Ausgestaltung ist besonders bevorzugt auch vorgesehen, um eine Korrektur der Kegel-Bund-Lage zu realisieren, indem zunächst die Kegelachse ohne eingespanntes Werkstück ermittelt wird und zusätzlich die Kegelachse mit eingespanntem Werkstück ermittelt wird. Der erfasste Bereich ist bei eingespanntem Werkstück zwar kleiner und die Ermittlung damit ungenauer, es können aber dadurch Veränderungen der Kegel-Bund-Lage durch die Einspannkräfte erkannt und korrigiert werden.This embodiment is particularly preferably also provided in order to realize a correction of the taper-collar position by first determining the taper axis without a clamped workpiece and additionally determining the taper axis with a clamped workpiece. Although the recorded area is smaller when the workpiece is clamped and the determination is therefore less precise, changes in the taper-collar position caused by the clamping forces can be detected and corrected.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Drehlage der Spitze relativ zum Drehtisch, insbesondere zum Einspannfutter des Drehtischs durch eine Markierung an der Spitze festgelegt wird.In particular, the invention is characterized in that the rotational position of the tip relative to the turntable, in particular to the chuck of the turntable, is determined by a marking on the tip.

Hierdurch wird sichergestellt, dass die Kegel-Bund-Lage auch nach dem Aus- und wieder Einspannen der Spitze noch richtig im Raum ausgerichtet verwendet wird.This ensures that the cone-collar layer is still used correctly in space even after the tip has been unclamped and re-clamped.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass für den Fall, dass die Drehlage der Spitze relativ zum Drehtisch, insbesondere zum Einspannfutter des Drehtischs abweichend zur durch die Markierung an der Spitze festgelegten Drehlage erfolgt, die Kegel-Bund-Lage durch Aufnahme von Messpunkten am Spitzenkegel und am Spitzenbund erneut bestimmt wird oder die zuvor bestimmte Kegel-Bund-Lage im Raum mathematisch um den Winkel um die Achse des Drehtischs gedreht wird, um die die Markierung aus der festgelegten Lage verdreht wurde.It is preferably provided that in the event that the rotational position of the tip relative to the turntable, in particular to the chuck of the turntable, is different from the rotational position determined by the marking on the tip, the cone-collar position is determined by recording measuring points on the tip cone and on the tip collar is determined again or the previously determined cone-collar position in space is mathematically rotated by the angle around the axis of the turntable by which the marking was rotated from the specified position.

„Zuvor bestimmt“ meint die Kegel-Bund-Lage, die für die Drehstellung bestimmt wurde, die durch die Markierung festgelegt ist. Beispielhaft kann die Markierung ein Strich an der Spitze, zum Beispiel dem Bund der Spitze sein, die mit einer weiteren Markierung, beispielsweise einer Nullstellung am Einspannfutter des Drehtischs, zur Deckung gebracht wird. Sind die Spitze und das Einspannfutter zueinander verdreht, kann der vorliegende Drehwinkel leicht bestimmt (eine etwae Bestimmung ist in den meisten Fällen ausreichend) und die Kegel-Bund-Achse entsprechend mathematisch transformiert werden.“Predetermined” means the taper-collar position determined for the rotational position specified by the mark. For example, the marking can be a line at the tip, for example the collar of the tip, which is brought into line with another marking, for example a zero position on the chuck of the turntable. If the tip and the chuck are twisted relative to each other, the existing angle of rotation can be easily determined (an approximate determination is sufficient in most cases) and the taper-collar axis can be mathematically transformed accordingly.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die erste Aufnahmevorrichtung eine mit dem drehbaren Teil des Drehtischs verbundene drehbare Spitze umfasst und mit dieser das Werkstück gedreht wird oder dass die erste Aufnahmevorrichtung eine feste Spitze und einen mit dem drehbaren Teil des Drehtischs verbundenen Mitnehmer umfasst, wobei das Werkstück durch Kopplung mit dem Mitnehmer gedreht wird.It should also be emphasized that the first holding device comprises a rotatable tip connected to the rotatable part of the turntable and with this the workpiece is rotated or that the first holding device comprises a fixed tip and a driver connected to the rotatable part of the turntable, wherein the workpiece is rotated by coupling with the driver.

Gegenstand einer selbstständigen Erfindung ist eine Vorrichtung zur Anbindung eines kabelgebundenen Sensors an eine drehbar bewegliche Einrichtung eines Koordinatenmessgerätes wie Dreh-Einrichtung, Schwenk-Einrichtung oder Dreh-Schwenk-Einrichtung.The subject of an independent invention is a device for connecting a wired sensor to a rotatably movable device of a coordinate measuring machine such as a rotary device, a swivel device or a rotary-swivel device.

Dreh-Einrichtung, Schwenk-Einrichtung und Dreh-Schwenk-Einrichtung werden im weiteren als DS-Einrichtung bezeichnet. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erfinderische Lösung alternativ angewendet wird auf eine reine Dreh-Einrichtung, reine Schwenk-Einrichtung oder eine oder beide drehbar bewegliche Einrichtungen einer Dreh-Schwenk-Einrichtung.Rotary device, swivel device and rotary-swivel device are hereinafter referred to as DS device. According to the invention it is provided that the inventive solution is alternatively applied to a pure rotary device, pure swivel device or one or both rotatably movable devices of a rotary-pivot device.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Anbindung eines kabelgebundenen Sensors an eine drehbar bewegliche Einrichtung wird entweder eine außerhalb der DS-Einrichtung verlaufende ungeführte Kabelschlaufe verwendet oder die zu übertragenden Signale verlaufen über eine drehbare zentrische Kopplung oder über Schleifringe exzentrisch zur jeweiligen Drehachse der DS-Vorrichtung. Ungeführte Kabelschlaufen haben den Nachteil, dass ein ungewolltes und ggf. unzulässiges Knicken des Kabels (insbesondere bei optischen Fasern) oder eine andere ungewollte Bewegung bei den Dreh- bzw. Schwenkbewegungen auftreten, insbesondere die Kabelschlaufen mit angrenzenden Bauteilen kollidieren oder sich in diesen verhaken oder verklemmen können. Drehbare zentrische Kopplungen und Schleifringe sind sehr aufwändig in der konstruktiven Ausführungen und unterliegen hohem Verschleiß.In the known devices for connecting a wired sensor to a rotatably movable device, either an unguided cable loop running outside the DS device is used or the signals to be transmitted run via a rotatable central coupling or via slip rings eccentrically to the respective axis of rotation of the DS device. Unguided cable loops have the disadvantage that an unwanted and possibly impermissible kinking of the cable (particularly in the case of optical fibers) or another unwanted movement occurs during the rotation or pivoting movements, in particular the cable loops collide with adjacent components or get caught or jammed in them men can. Rotatable centric couplings and slip rings are very complex to design and are subject to high levels of wear.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, die Anbindung eines Sensors, insbesondere Sensors mit optischer Faser wie beispielsweise chromatisch konfokaler Sensor, an eine DS-Einrichtung derart auszugestalten, dass mit einem einfachen konstruktiven Aufbau die Kabelverbindung in dem bei Dreh- bzw. Schwenkbewegungen beweglichen Bereich („beweglicher Kabelabschnitt“) auf einem definierten Verlauf geführt wird, ohne dass es zum Knicken oder Verklemmen kommt.An object of the present invention is therefore to design the connection of a sensor, in particular a sensor with an optical fiber such as a chromatic confocal sensor, to a DS device in such a way that, with a simple structural design, the cable connection is movable during rotary or pivoting movements Area (“movable cable section”) is guided along a defined route without kinking or jamming.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, dass die Kabelverbindung im Bereich der DS-Einrichtung durch mindestens zwei Begrenzungsflächen exzentrisch zur jeweiligen Dreh- bzw. Schwenkachse geführt wird, wobei die Begrenzungsflächen bei Drehung bzw. Schwenken der D/S-Einrichtung einen Führungs-Abschnitt des beweglichen Kabelabschnitts beweglich lassen, aber trotzdem zwischen sich führen, um einen definierten Verlauf herbeizuführen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung bilden die Begrenzungsflächen einen Korridor, der auf einer Helixbahn um die Dreh- bzw. Schwenkachse der DS-Einrichtung verläuft (Helix-Hülse) und breit genug ist, so dass sich der Führungs-Abschnitt darin ohne innen oder außen geklemmt zu werden, in allen vorgesehenen Dreh- bzw. Schwenkstellungen der DS-Einrichtung bewegen kann.To solve this, the invention provides that the cable connection in the area of the DS device is guided eccentrically to the respective rotation or pivot axis by at least two boundary surfaces, the boundary surfaces forming a guide section of the D/S device when the D/S device rotates or pivots Allow the movable cable section to move, but still guide it between them to create a defined route. In a particularly preferred embodiment, the boundary surfaces form a corridor which runs on a helical path around the rotation or pivot axis of the DS device (helix sleeve) and is wide enough so that the guide section can be clamped therein without being clamped inside or outside to be able to move in all intended rotation or pivot positions of the DS device.

Beim Drehen bzw. Schwenken zieht sich der in der Helix-Hülse geführte Führungs-Abschnitt in seinem Durchmesser zusammen bzw. dehnt sich im Durchmesser aus. Um dabei ein Verklemmen, Knicken bzw. zu starke Reibung zu vermeiden, weist die Helixhülse einen entsprechend kleinen Innen- und großen Außendurchmesser auf. Zudem ist vorgesehen, dass zumindest der Führungs-Abschnitt ummantelt ist, beispielsweise mit einem Kunststoff-Reissverschlußschlauch, um die Reibung zu vermindern.When rotating or pivoting, the guide section guided in the helix sleeve contracts or expands in diameter. In order to avoid jamming, kinking or excessive friction, the helix sleeve has a correspondingly small inner and large outer diameter. It is also provided that at least the guide section is covered, for example with a plastic zipper tube, in order to reduce friction.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anbindung eines Sensors an eine Dreh- und/oder Schwenk-Einrichtung (DS-Einrichtung) eines Koordinatenmessgerätes, wobei die DS-Einrichtung von einer in Bezug auf das zu messende Werkstück relativ beweglichen Pinole ausgeht und die jeweilige Dreh- bzw. Schwenk-Einrichtung aus jeweils einem drehbar bzw. schwenkbar beweglichen und einem feststehenden Teil besteht, und wobei der Sensor von der DS-Einrichtung ausgeht und zumindest eine Kabelverbindung aufweist, die zwischen Sensor und Pinole verläuft, wobei die Kabelverbindung im Bereich zwischen dem jeweiligen drehbar beweglichen und dem jeweiligen feststehenden Teil der DS-Einrichtung zumindest bereichsweise exzentrisch zur Dreh- und/oder Schwenkachse der DS-Einrichtung verläuft, zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein Teil (genannt Führungs-Abschnitt) der im Bereich der DS-Einrichtung verlaufenden Kabelverbindung (genannt „beweglicher Kabelabschnitt“) in einem durch zumindest zwei Begrenzungsflächen definierten Bereich verläuft, der derart ausgebildet ist, dass der Führungs-Abschnitt des beweglichen Kabelabschnitts bei der Dreh- bzw. Schwenk-Bewegung der DS-Einrichtung zwischen den Begrenzungsflächen verbleibt und zwischen diesen beweglich ist.A device according to the invention for connecting a sensor to a rotating and/or pivoting device (DS device) of a coordinate measuring machine, the DS device starting from a quill that is relatively movable in relation to the workpiece to be measured and the respective rotating or Pivoting device consists of a rotatably or pivotably movable and a fixed part, and the sensor originates from the DS device and has at least one cable connection which runs between the sensor and the quill, the cable connection being in the area between the respective rotatably movable and the respective fixed part of the DS device runs at least partially eccentrically to the rotation and/or pivot axis of the DS device, is characterized in that at least a part (called the guide section) of the cable connection (called the guide section) running in the area of the DS device ( called “movable cable section”) runs in an area defined by at least two boundary surfaces, which is designed such that the guide section of the movable cable section remains between the boundary surfaces and is movable between them during the rotation or pivoting movement of the DS device is.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Begrenzungsflächen den Führungs-Abschnitt senkrecht zu dessen Verlaufsrichtung umschließen und einen Korridor bilden.In particular, the invention is characterized in that the boundary surfaces enclose the guide section perpendicular to its direction of extension and form a corridor.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass der Führungs-Abschnitt exzentrisch zur Dreh- bzw. Schwenkachse der DS-Einrichtung verläuft.It is preferably provided that the guide section runs eccentrically to the rotation or pivot axis of the DS device.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass die Begrenzungsflächen, vorzugsweise der Korridor, entlang einer Helixbahn um die Dreh- bzw. Schwenkachse der DS-Einrichtung verlaufen (Helix-Hülse).It should also be emphasized that the boundary surfaces, preferably the corridor, run along a helical path around the rotation or pivot axis of the DS device (helix sleeve).

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Begrenzungsflächen, vorzugsweise der Korridor, einen Innendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der kleinste Durchmesser des Führungs-Abschnitts, der sich aus allen vorgesehenen Dreh- und/oder Schwenkstellungen der DS-Einrichtung ergibt und dass die Begrenzungsflächen, vorzugsweise der Korridor, einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der größte Durchmesser des Führungs-Abschnitts, der sich aus allen vorgesehenen Dreh- und/oder Schwenkstellungen der DS-Einrichtung ergibt.The invention is also characterized in that the boundary surfaces, preferably the corridor, have an inner diameter that is smaller than the smallest diameter of the guide section, which results from all intended rotational and / or pivoting positions of the DS device and that the boundary surfaces, preferably the corridor, have an outer diameter that is larger than the largest diameter of the guide section, which results from all intended rotation and / or pivot positions of the DS device.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass die Begrenzungsflächen, vorzugsweise der Korridor, und der Führungs-Abschnitt in einem Winkelbereich um die Dreh- und/oder Schwenkachse der DS-Einrichtung von mindestens 90° verlaufen, und vorzugsweise maximal 5 Windungen, besonders bevorzugt maximal 3 Windungen aufweisen.According to a particularly noteworthy proposal, it is provided that the boundary surfaces, preferably the corridor, and the guide section extend in an angular range around the rotation and / or pivot axis of the DS device of at least 90 °, and preferably a maximum of 5 turns, particularly preferably have a maximum of 3 turns.

Die Ausführung der Helix-Hülse bzw. des Korridors kann beispielsweise erfolgen, indem in das Innere eines Hohlzylinders ein Innen-Zylinder eingebracht wird, der an seiner Außenfläche eine Aussparung aufweist, die entlang einer Helixbahn verläuft.The helix sleeve or the corridor can be implemented, for example, by introducing an inner cylinder into the interior of a hollow cylinder, which has a recess on its outer surface that runs along a helix path.

Besonders hervorzuheben ist, dass die Helix-Hülse in Richtung der Dreh- bzw. Schwenkachse unterschiedlichen Durchmesser und/oder unterschiedliche Steigung aufweist.It should be particularly emphasized that the helix sleeve has a different diameter and/or a different pitch in the direction of the rotation or pivot axis.

Helixabschnitte der Helix-Hülse können unterschiedliche Steigung in Richtung der Dreh- bzw. Schwenkachse haben oder der Verlauf entspricht einer Helix mit variierender Steigung, beispielsweise in einer Richtung zu- oder abnehmenden Steigung. Zudem kann der Durchmesser der Helix-Hülse in Richtung der Dreh- bzw. Schwenkachse ab- oder zunehmen, was sich durch das Ab- oder Aufwickeln während der Drehbewegung der DS-Einrichtung ergibt.Helix sections of the helix sleeve can have different pitches in the direction of the rotation or pivot axis or the course corresponds to a helix with a varying pitch, for example in a direction of increasing or decreasing pitch. In addition, the diameter of the helix sleeve can decrease or increase in the direction of the rotation or pivot axis, which results from the unwinding or winding up during the rotational movement of the DS device.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Kabelverbindung zumindest bereichsweise im Inneren der DS-Einrichtung und/oder zumindest bereichsweise außerhalb der DS-Einrichtung verläuft.Furthermore, the invention is characterized in that the cable connection runs at least partially inside the DS device and/or at least partially outside the DS device.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Kabelverbindung einen optischen Leiter wie Lichtwellenleiter umfasst.In particular, the invention is characterized in that the cable connection comprises an optical conductor such as an optical waveguide.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass die Kabelverbindung zusätzlich zumindest ein Kabel zur Ansteuerung einer von der Dreh-Einrichtung ausgehenden Schwenk-Einrichtung oder einer von einer Schwenk-Einrichtung ausgehenden Dreh-Einrichtung aufweist, wobei das Kabel im identischen oder einem separaten Korridor verläuft.It is preferably provided that the cable connection additionally has at least one cable for controlling a pivoting device emanating from the rotating device or a rotating device emanating from a pivoting device, the cable running in the identical or a separate corridor.

Hervorzuheben ist des Weiteren, dass zumindest der Führungs-Abschnitt ummantelt ist, beispielsweise mit einem Kunststoff-Reissverschlußschlauch.It should also be emphasized that at least the guide section is covered, for example with a plastic zipper tube.

Die Erfindung zeichnet sich auch dadurch aus, dass die Kabelverbindung und/oder das Kabel ohne Unterbrechung wie Stecker durch die DS-Einrichtung verläuft.The invention is also characterized in that the cable connection and/or the cable runs through the DS device without interruption like a plug.

Nach einem besonders hervorzuhebenden Vorschlag ist vorgesehen, dass Halter zur Befestigung der Kabelverbindung und/oder des Kabels an oder nahe eines oder beider Enden der Begrenzungsflächen in Richtung des Verlaufs der Kabelverbindung bzw. des Kabels angeordnet sind.According to a particularly noteworthy proposal, it is provided that holders for fastening the cable connection and/or the cable are arranged on or near one or both ends of the boundary surfaces in the direction of the course of the cable connection or the cable.

Besonders hervorzuheben ist, dass der Dreh- und/oder Schwenkbereich der DS-Einrichtung auf einen Bereich kleiner als +/- 360°, bevorzugt maximal +/- 180° begrenzt ist, vorzugsweise durch einen Anschlag wie Stift.It should be particularly emphasized that the rotation and/or pivoting range of the DS device is limited to a range smaller than +/- 360°, preferably a maximum of +/- 180°, preferably by a stop such as a pin.

Des Weiteren zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die DS-Einrichtung lösbar mit der Pinole verbunden ist, vorzugsweise Verbindung eine automatische Wechselschnittstelle zum manuellen Abnehmen und/oder automatischen Ablegen in einer Parkstation des Koordinatenmessgerätes aufweist.Furthermore, the invention is characterized in that the DS device is detachably connected to the quill, preferably having an automatic changeover interface for manual removal and/or automatic storage in a parking station of the coordinate measuring machine.

Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass der Sensor lösbar mit der DS-Einrichtung verbunden ist, vorzugsweise Verbindung eine automatische Wechselschnittstelle zum manuellen Abnehmen und/oder automatischen Ablegen in einer Parkstation des Koordinatenmessgerätes aufweist.In particular, the invention is characterized in that the sensor is detachably connected to the DS device, preferably having an automatic changeover interface for manual removal and/or automatic storage in a parking station of the coordinate measuring machine.

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

Es zeigen:

  • 1 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel der Befestigung einer Führungsbahn eines Koordinatenmessgerätes und einer beispielhaften Transportsicherung für die Pinole,
  • 2 eine beispielhafte Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berücksichtigung der Relativlage (Kegel-Bund-Lage) zwischen der Achse des Spitzenkegels (Kegelachse) und der Achse des Spitzenbunds (Bundachse) und
  • 3 eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer DS-Einrichtung in einem Koordinatenmessgerät.
Show it:
  • 1 an embodiment of the device according to the invention using the example of fastening a guide track of a coordinate measuring machine and an exemplary transport lock for the quill,
  • 2 an exemplary representation of the method according to the invention for taking into account the relative position (cone-collar position) between the axis of the tip cone (cone axis) and the axis of the tip collar (collar axis) and
  • 3 an embodiment of the device according to the invention with a DS device in a coordinate measuring machine.

Anhand der 1 wird die erfindungsgemäße Vorrichtung beispielhaft für die Befestigung einer Führungsbahn 22 bzw. Führungsschiene einer der Messachsen 23 eines Koordinatenmessgerätes 21 dargestellt, hier für eine in der waagerechten verlaufenden Messachse 23a mit einer Schienenführung mit Führungsschlitten 24. Die Führungsschlitten 24 tragen den Messtisch 25, auf dem das zu messende Werkstück 31 angeordnet ist, und sind entlang der Führungsbahn 22 in der X-Richtung verfahrbar. Die entsprechenden Antriebsmittel sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Die Führungsbahn 22 ist als Kufe ausgebildet und geht von einer Basis 26 aus, über die die Verbindung über ein als Säule 27 ausgebildetes Verbindungselemente und zwei weitere Messachsen 23 (Y-Schieber 23b für die Y-Richtung und Pinole 23c die Z-Richtung) zu einem Sensor 28 realisiert ist. Das die Reibung erhöhende Element 29 ist zwischen der Führungsbahn 22 und der Basis 26 angeordnet und weist die Form einer Unterlegleiste auf. Führungsbahn 22 und Basis 26 sind durch mehrere Schraubverbindungen 30 miteinander verbunden, wobei das die Reibung erhöhende Element 29 den Kraftschluss verbessert, eine seitliche Verschiebung der gepaarten Teile Führungsbahn 22 und Basis 26 zueinander also erschwert wird.Based on 1 the device according to the invention is shown as an example for the attachment of a guide track 22 or guide rail of one of the measuring axes 23 of a coordinate measuring machine 21, here for a horizontal measuring axis 23a with a rail guide with guide carriage 24. The guide carriages 24 carry the measuring table 25 on which the The workpiece 31 to be measured is arranged and can be moved along the guide track 22 in the X direction. The corresponding drive means are not shown for simplicity. The guide track 22 is designed as a runner and extends from a base 26, via which the connection is made via a connecting element designed as a column 27 and two further measuring axes 23 (Y slide 23b for the Y direction and quill 23c for the Z direction). a sensor 28 is realized. The friction-increasing element 29 is arranged between the guide track 22 and the base 26 and has the shape of a shim. Guide track 22 and base 26 are connected to one another by several screw connections 30, with the friction-increasing element 29 improving the adhesion, making it more difficult for the paired parts guide track 22 and base 26 to move relative to one another.

1 zeigt auch die beispielhafte Ausgestaltung einer Transportsicherung 32 für die Pinole 23c. Die Transportsicherung 32 wird nur für den Transport bzw. zur Sicherung des Koordinatenmessgerätes 21 durch Schraubverbindungen 30 angebracht und verbindet die Komponenten Y-Schieber 23b und Pinole 23c, um eine Bewegung der Pinole 23c und dem daran angebrachten Sensor 28 in der Z-Richtung zu vermeiden. Um die Reibkräfte zu erhöhen, ist zwischen Transportsicherung 32 und Pinole 23c das die Reibung erhöhende Element 29 angeordnet. 1 also shows the exemplary design of a transport lock 32 for the quill 23c. The transport lock 32 is only attached for the transport or to secure the coordinate measuring machine 21 by screw connections 30 and connects the components Y-slide 23b and quill 23c in order to avoid movement of the quill 23c and the sensor 28 attached to it in the Z direction . In order to increase the frictional forces, the friction-increasing element 29 is arranged between the transport lock 32 and the quill 23c.

2 zeigt eine beispielhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Berücksichtigung der Relativlage (Kegel-Bund-Lage 40, 41) zwischen der Achse 42 des kegelförmigen Spitzenkegels 43 (Kegelachse 42) und der Achse 45 des zylindrischen Spitzenbunds 46 (Bundachse 45). Ausgehend von einem bekannten Koordinatenmessgerät 47, welches hier nicht dargestellte Messachsen zur zumindest zweidimensionalen, vorzugsweise dreidimensionalen relativen Positionierung zwischen zumindest einem Sensors 48 und einem zu messenden Werkstück 49 (von dem hier nur der untere Teil dargestellt ist) und weitere nicht dargestellte Baugruppen, beispielsweise eine Basis wie Messtisch 50 (hier nur im zentralen Bereich dargestellt) zur Aufnahme einer Dreheinheit 51 umfasst, ist die Dreheinheit 51 detaillierter dargestellt. Diese umfasst einen Drehtisch 52 mit einer Einspannvorrichtung 53, welche wiederum eine erste Aufnahmevorrichtung in Form der drehbaren Spitze 54 umfasst. Die Gegenspitze zur Aufnahme des Werkstücks 49 am gegenüberliegenden Ende des Werkstücks 49 ist nicht dargestellt, kann aber vorgesehen sein und entspricht einer bekannten Anordnung nach dem Stand der Technik. Der drehbare Teil 52a des Drehtischs 52 ist zur Drehung der in einem Einspannfutter 52b eingesetzten Spitze 54 um die Drehachse 52c ausgebildet. Am Werkstück 49 ist eine Zentrieröffnung 49a vorgesehen, die beim Einspannen des Werkstücks 49 in die Einspannvorrichtung 53 mit dem Spitzenkegel 43 gepaart wird, diesen also berührt, wobei ein Bereich 43a für die Erfassung mit dem Sensor 48 frei bleiben kann, also nicht vom Werkstück 49 abgedeckt wird. Zur Messung der geometrischen Eigenschaft 49b, hier beispielhaft der Rundlauf in einer Vertiefung am Werkstückumfang 49c, wird ein Bereich des Werkstücks 49 mit dem Sensor 48 in mehreren Drehstellungen des drehbaren Teils 52a des Drehtischs 52 erfasst. Beispielhaft ist ein optischer Abstandsensor 48 dargestellt, der Sensordaten, hier Messpunkte an der Oberfläche 49b, 49c des Werkstücks 49 aufnimmt. Erfindungsgemäß ist aber auch der Einsatz eines taktilen Sensors oder eines taktil-optischen Sensors, oder eines Bilddaten als Sensordaten aufnehmenden optischen Bildverarbeitungssensors vorgesehen. Die Dreheinheit 51 ist hier beispielhaft so angeordnet, dass die Drehachse 52c vertikal ausgerichtet ist. Diese Anordnung ist bei schweren Werkstücken 49 vorteilhaft. Die Erfindung sieht alternativ auch eine Anordnung vor, bei der die Dreheinheit 51 so angeordnet ist, dass die Drehachse 52c horizontal verläuft. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention for taking into account the relative position (cone-collar position 40, 41) between the axis 42 of the conical tip cone 43 (cone axis 42) and the axis 45 of the cylindrical tip collar 46 (collar axis 45). Starting from a known coordinate measuring machine 47, which has measuring axes, not shown here, for at least two-dimensional, preferably three-dimensional relative positioning between at least one sensor 48 and a workpiece 49 to be measured (of which only the lower part is shown here) and further assemblies, not shown, for example one Base such as measuring table 50 (shown here only in the central area) for receiving a rotating unit 51, the rotating unit 51 is shown in more detail. This includes a turntable 52 with a clamping device 53, which in turn includes a first receiving device in the form of the rotatable tip 54. The counter tip for receiving the workpiece 49 at the opposite end of the workpiece 49 is not shown, but can be provided and corresponds to a known arrangement according to the prior art. The rotatable part 52a of the turntable 52 is designed to rotate the tip 54 inserted in a chuck 52b about the rotation axis 52c. A centering opening 49a is provided on the workpiece 49, which is paired with the tip cone 43 when the workpiece 49 is clamped in the clamping device 53, i.e. touches it, whereby an area 43a can remain free for detection with the sensor 48, i.e. not from the workpiece 49 is covered. To measure the geometric property 49b, here for example the concentricity in a recess on the workpiece circumference 49c, an area of the workpiece 49 is detected with the sensor 48 in several rotational positions of the rotatable part 52a of the turntable 52. An optical distance sensor 48 is shown as an example, which records sensor data, here measuring points on the surface 49b, 49c of the workpiece 49. However, according to the invention, the use of a tactile sensor or a tactile-optical sensor, or an optical image processing sensor that records image data as sensor data is also provided. The rotation unit 51 is arranged here, for example, so that the rotation axis 52c is aligned vertically. This arrangement is advantageous for heavy workpieces 49. Alternatively, the invention also provides an arrangement in which the rotation unit 51 is arranged such that the rotation axis 52c runs horizontally.

Im nicht maßstäblichen, also übertrieben dargestellten Fall unterscheidet sich die Lage der Achse 42 des kegelförmigen Spitzenkegels 43 (Kegelachse 42) und der Achse 45 des zylindrischen Spitzenbunds 46 (Bundachse 45). Dadurch fluchtet die Werkstückachse 44 des Werkstücks 49 nicht mit der Drehachse 52c des Drehtischs und nicht mit der ggf. als Referenz eingemessenen Bundachse 45 der Spitze. Die Relativlage zwischen Kegelachse 42 und Bundachse 45 wird hier als Kegel-Bund-Lage bezeichnet und ist hier beispielshaft beschrieben durch eine Verkippung (Winkel 40) und einen Versatz 41. Der Winkel 40 der Verkippung kann dabei dreidimensional im Raum vorliegen. In der Figur ist aus Gründen der Vereinfachung der Fall dargestellt, dass die Verkippung nur innerhalb der Zeichenebene vorliegt. Ebenso kann der Versatz 41 ein Vektor im dreidimensionalen Raum sein. Hier dargestellt wurde zur Vereinfachung die Distanz in der Zeichenebene, die zwischen dem Schnittpunkt der Kegelachse 42 mit der Ebene senkrecht zur Bundachse 45, die durch die Kegelspitze des Spitzenkegels 43 verläuft, und dem Schnittpunkt der Bundachse 45 mit dieser Ebene vorliegt. Zur Bestimmung der Kegel-Bund-Lage 40, 41, und daraus der als Referenz verwendeten Werkstückachse 44, sieht die Erfindung vor, dass jeweils mehrere Messpunkte mit dem Sensor 48 und/oder einem weiteren Sensor in dem Koordinatenmessgerät 47 oder einem anderen Koordinatenmessgerät am Spitzenkegel 43 und am Spitzenbund 46 aufgenommen werden, vorzugsweise in mehreren Drehstellung eines bzw. des Drehtisch 52. Aus den Messpunkten wird dann jeweils ein Ausgleichselement ermittelt, also ein Zylinder für den Spitzenbund 46 und ein Kegel für den Spitzenkegel 43, und deren Symmetrieachse ermittelt, welche die Bundachse 45 bzw. die Kegelachse 42 darstellen. Durch das Einmessen, also die Bestimmung der Lage der Bundachse 45 im Koordinatensystem des Koordinatenmessgerätes 47 oder des Sensors 48, welcher im Koordinatensystem des Koordinatenmessgerätes 47 eingemessen ist, wird unter Hinzunahme der erfindungsgemäß bestimmten Kegel-Bund-Lage 40, 41 die Lage der Werkstückachse 44 im Koordinatensystem des Koordinatenmessgerätes 47 oder des Sensors 48 ermittelt und bei der Auswertung der Sensordaten des Sensors 48 zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaft 49b am Werkstück 49 als Referenz (Bezugsachse) berücksichtigt. Das Einspannfutter 52b des Drehtischs 52 weist eine Markierung 52d auf, beispielsweise an einer Nullstellung des Drehtischs. Die Spitze 54 weist ein Markierung 54a an einer Stelle am Umfang auf. Beiden werden beim Einsetzen der Spitze 54 in das Einspannfutter 52b zur Deckung gebracht, um eine festgelegte Drehlage der Spitze 54 zu gewährleisten. Dadurch kann die einmal bestimmte Kegel-Bund-Lage 40, 41 auf weitere Messungen mit der Spitze 54 übertragen werden, auch wenn diese zuvor demontiert oder in einem anderen Drehtisch oder Koordinatenmessgerät eingesetzt wird.In the case which is not shown to scale, i.e. in an exaggerated manner, the position of the axis 42 of the conical tip cone 43 (cone axis 42) and the axis 45 of the cylindrical tip collar 46 (collar axis 45) differ. As a result, the workpiece axis 44 of the workpiece 49 is not aligned with the axis of rotation 52c of the turntable and not with the collar axis 45 of the tip, which may have been measured as a reference. The relative position between the cone axis 42 and the collar axis 45 is referred to here as the cone-collar position and is described here as an example by a tilt (angle 40) and an offset 41. The angle 40 of the tilt can be three-dimensional in space. For reasons of simplicity, the figure shows the case that the tilting only occurs within the drawing plane. Likewise, the offset 41 can be a vector in three-dimensional space. For the sake of simplicity, the distance in the drawing plane is shown here, which is between the intersection of the cone axis 42 with the plane perpendicular to the collar axis 45, which runs through the cone tip of the tip cone 43, and the intersection of the collar axis 45 with this plane. To determine the cone-collar position 40, 41, and from this the workpiece axis 44 used as a reference, the invention provides that several measuring points with the sensor 48 and / or another sensor in the coordinate measuring machine 47 or another coordinate measuring machine on the tip cone 43 and on the tip collar 46 are recorded, preferably in several rotational positions of one or the turntable 52. A compensation element is then determined from the measuring points, i.e. a cylinder for the tip collar 46 and a cone for the tip cone 43, and their axis of symmetry is determined, which represent the collar axis 45 or the cone axis 42. By measuring, i.e. determining the position of the collar axis 45 in the coordinate system of the coordinate measuring machine 47 or the sensor 48, which is measured in the coordinate system of the coordinate measuring machine 47, the position of the workpiece axis 44 is determined by adding the cone-collar position 40, 41 determined according to the invention determined in the coordinate system of the coordinate measuring machine 47 or the sensor 48 and taken into account as a reference (reference axis) when evaluating the sensor data of the sensor 48 to determine the geometric property 49b on the workpiece 49. The chuck 52b of the turntable 52 has a marking 52d, for example at a zero position of the turntable. The tip 54 has a mark 54a at a location on the circumference. Both are brought into coincidence when inserting the tip 54 into the chuck 52b in order to achieve a fixed To ensure the rotational position of the tip 54. As a result, the cone-collar position 40, 41, once determined, can be transferred to further measurements with the tip 54, even if it is previously dismantled or used in another turntable or coordinate measuring machine.

Die 3 zeigt eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die ein DS-Einrichtung 2, 3, 4 mit einem Sensor 1 in einem auszugsweise dargestellten Koordinatenmessgerät 5 umfasst. Das Koordinatenmessgerät 5 umfasst unter anderem Mittel zur Relativbewegung zwischen einem zu messenden Werkstück 6 und zumindest einem zur Messung des Werkstück 6 ausgebildeten Sensors 1, hier auszugsweise dargestellt durch einen in X- und Y-Richtung beweglichen Messtisch 7a und die in Z-Richtung bewegliche Pinole 7. Die Messtisch 7a und Pinole 7 verbindenden Elemente, die Achsmesssysteme für die Messung der Bewegung der Messachsen 7a, 7 und weitere typische Bestandteile eines Koordinatenmessgeräts 5 sind zur Vereinfachung der Darstellung nicht dargestellt.The 3 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention, which includes a DS device 2, 3, 4 with a sensor 1 in a coordinate measuring machine 5 shown in part. The coordinate measuring machine 5 includes, among other things, means for relative movement between a workpiece 6 to be measured and at least one sensor 1 designed to measure the workpiece 6, shown here in part by a measuring table 7a movable in the X and Y directions and the quill movable in the Z direction 7. The elements connecting the measuring table 7a and quill 7, the axis measuring systems for measuring the movement of the measuring axes 7a, 7 and other typical components of a coordinate measuring machine 5 are not shown to simplify the illustration.

Die DS-Einrichtung 2 besteht im dargestellten Fall aus einer von der Pinole 7 ausgehenden Dreh-Einrichtung 3 und einer von dieser ausgehenden Schwenk-Einrichtung 4. Die Dreh-Einrichtung 3 weist einen feststehenden Teil 3b und einen um die Drehachse 3c drehbaren Teil 3a auf, die Schwenk-Einrichtung 4 weist einen feststehenden Teil 4b und einen um die Drehachse 4c drehbaren Teil 4a auf. Der feststehende Teil 4b der Schwenk-Einrichtung 4 geht direkt oder indirekt vom drehbaren Teil 3a der Dreh-Einrichtung 3 aus. Der Sensor 1, hier beispielhaft ein fasergekoppelter optischer Abstandsensor nach dem chromatisch konfokalen Prinzip, geht vom drehbaren Teil 4a der Schwenk-Einrichtung 4 aus und ist somit in Bezug auf die Pinole 7 drehbar und schwenkbar. Zur Übermittlung des Messsignals verläuft die Kabelverbindung 8, hier beispielhaft eine optische Faser, von der Pinole 7 bis zum Sensor 12 und damit entlang bzw. durch die DS-Vorrichtung 2, gekennzeichnet durch den beweglichen Kabelabschnitt 8b. Der bei der Drehung der Dreh-Einrichtung 3 bzw. beim Schwenken der Schwenk-Einrichtung 4 erfindungsgemäß zu führende Kabelabschnitt ist mit 8a gekennzeichnet und wird als Führungs-Abschnitt bezeichnet. Mit 9a und 9b sind zwei der erfindungsgemäßen Begrenzungsflächen bezeichnet, hier beispielhaft ausgeführt als Mantelfläche bzw. radial verlaufende Fläche einer Helix-Bahn, die den Bereich 10 abgrenzen, der hier ausgeführt ist als Korridor entlang einer Helix-Bahn. Der Korridor 10 wird beispielhaft gebildet durch die Helix-Hülse 9 und die optische Faser 8 verläuft innerhalb des Korridors 10, der hier von allen vier Seiten den Bereich 10 begrenzt, aber ausreichend groß ist, so dass sich die optische Faser 8 darin in ihrer Ausbreitungsrichtung und der damit verbundenen Änderung im Durchmesser bewegen kann, wenn DS-Einrichtung 2, 3, 4 sich dreht bzw. schwenkt, ohne zu verhaken oder zu knicken.In the case shown, the DS device 2 consists of a rotating device 3 extending from the quill 7 and a pivoting device 4 extending from this. The rotating device 3 has a fixed part 3b and a part 3a which can be rotated about the axis of rotation 3c , the pivoting device 4 has a fixed part 4b and a part 4a that can be rotated about the axis of rotation 4c. The fixed part 4b of the pivoting device 4 originates directly or indirectly from the rotatable part 3a of the rotating device 3. The sensor 1, here for example a fiber-coupled optical distance sensor based on the chromatic confocal principle, starts from the rotatable part 4a of the pivoting device 4 and is therefore rotatable and pivotable in relation to the quill 7. To transmit the measurement signal, the cable connection 8, here an optical fiber for example, runs from the quill 7 to the sensor 12 and thus along or through the DS device 2, characterized by the movable cable section 8b. The cable section to be guided according to the invention when rotating the rotating device 3 or when pivoting the pivoting device 4 is marked 8a and is referred to as the guide section. 9a and 9b denote two of the boundary surfaces according to the invention, here exemplified as a lateral surface or a radial surface of a helix path, which delimit the area 10, which is designed here as a corridor along a helix path. The corridor 10 is formed, for example, by the helix sleeve 9 and the optical fiber 8 runs within the corridor 10, which here delimits the area 10 from all four sides, but is sufficiently large so that the optical fiber 8 is located therein in its direction of propagation and the associated change in diameter can move when DS device 2, 3, 4 rotates or pivots without getting caught or buckled.

Zur Fixierung der zu führenden Kabelabschnitte 8a sind die Halter 11 vorgesehen, die jeweils am oder nahe dem Ein- und Ausgang der Helix-Hülse 9 angeordnet sind. Durch die Halter 11 werden somit die zu führenden Kabelabschnitte 8a weitestgehend definiert. Anzahl der Windungen der Helix-Hülse 9 und Durchmesser der Helix sind anhand des gewünschten Drehwinkelbereichs und dem vorhandenen Bauraum auszuwählen, wobei der Durchmesser der Helix unter Berücksichtigung des minimal zulässigen Biegeradius der optischen Faser 8 zu wählen ist. Zur mechanischen Begrenzung des Drehwinkelbereichs sieht die Erfindung, neben elektronischen und in Software realisierten Begrenzungen auch mechanische Begrenzungen durch einen Anschlag wie Stifte 12 vor. Im dargestellten Beispiel wir so ein Drehbereich bzw. Schwenkbereich von etwa 360° realisiert.To fix the cable sections 8a to be guided, the holders 11 are provided, which are each arranged at or near the entrance and exit of the helix sleeve 9. The holders 11 thus largely define the cable sections 8a to be routed. The number of turns of the helix sleeve 9 and the diameter of the helix are to be selected based on the desired rotation angle range and the available installation space, whereby the diameter of the helix is to be selected taking into account the minimum permissible bending radius of the optical fiber 8. To mechanically limit the angle of rotation range, the invention provides, in addition to electronic and software limits, also mechanical limits through a stop such as pins 12. In the example shown, a rotation range or swivel range of approximately 360° is achieved.

Nicht dargestellt, aber erfindungsgemäß vorgesehen ist es, dass die DS-Einrichtung 2 bzw. die Dreh-Einrichtung 3 lösbar mit der Pinole 7 verbunden ist. Zwischen beiden kann eine automatische Wechselschnittstelle zum manuellen Abnehmen bzw. automatischen Ablegen und wieder aufnehmen in einer Parkstation des Koordinatenmessgerätes 5 vorgesehen sein. Auch das Ablegen bzw. Aufnehmen der Schwenkeinrichtung 4 von der Pinole 7 oder von der Dreh-Einrichtung 3 ist erfindungsgemäß mittels einer Wechselschnittstelle vorgesehen. Gleiches ist für den Sensor 1 vorgesehen, der über eine Wechselschnittstelle von der Dreh-Einrichtung 3 oder der Schwenkeinrichtung 4 ausgehen kann. Erfindungsgemäß ist damit auch vorgesehen, dass die Dreh-Einrichtung 3 oder die Schwenk-Einrichtung 4 abgelegt werden, und der Sensor 1 an die verbleibende und über eine Wechselschnittstelle von der Pinole 7 ausgehende Schwenk-Einrichtung 4 bzw. Dreh-Einrichtung 3 anbringbar ist. Auch ist vorgesehen, dass der Sensor über eine Wechselschnittstelle direkt an die Pinole 7 anbringbar ist. Somit ist eine besonders hohe Flexibilität für den Einsatz des Sensor 1 in Bezug auf einstellbare Messrichtung und Berücksichtigung von Bauraumbegrenzungen durch das zu messende Werkstück, weitere möglicherweise auf dem Messtisch befindliche Werkstücke und Teilen des Koordinatenmessgerätes wie beispielsweise Parkstationen möglich. Die entsprechenden Wechselschnittstellen müssen dafür neben der mechanischen, beispielsweise mittels Magneten fixierten, Schnittstelle auch eine Schnittstelle für die Kabelverbindung 8 aufweisen. Diese kann im Bereich der Halter 11 vorgesehen werden, für den Fall der optischen Faser 8 kann die Wechselschnittstelle über einen Faser-Koppler verfügen.Not shown, but provided according to the invention, it is that the DS device 2 or the rotating device 3 is detachably connected to the quill 7. Between the two, an automatic changeover interface for manual removal or automatic storage and pickup again in a parking station of the coordinate measuring machine 5 can be provided. Depositing or picking up the pivoting device 4 from the quill 7 or from the rotating device 3 is also provided according to the invention by means of an interchangeable interface. The same is provided for the sensor 1, which can originate from the rotating device 3 or the pivoting device 4 via an interchangeable interface. According to the invention, it is also provided that the rotating device 3 or the pivoting device 4 are stored and the sensor 1 can be attached to the remaining pivoting device 4 or rotating device 3 emanating from the quill 7 via an interchangeable interface. It is also provided that the sensor can be attached directly to the quill 7 via an interchangeable interface. This enables a particularly high level of flexibility for the use of the sensor 1 in terms of adjustable measuring direction and consideration of installation space limitations due to the workpiece to be measured, other workpieces that may be on the measuring table and parts of the coordinate measuring machine such as parking stations. In addition to the mechanical interface, for example fixed by magnets, the corresponding interchangeable interfaces must also have an interface for the cable connection 8. This can be provided in the area of the holder 11; in the case of the optical fiber 8, the interchangeable interface can have a fiber coupler.

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Claims (10)

Verfahren zur Erzeugung und/oder Bearbeitung von Werkstücken zugeordneten Daten (PMI-Daten, auch Soll-Daten bzw. Soll-Elemente), vorzugsweise CAD-Daten, und/oder für die Ausführung eines Messprogramms zur Messung von geometrischen Eigenschaften des Werkstücks verwendete Messablaufdaten, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung und/oder Bearbeitung der PMI-Daten und vorzugsweise der Messablaufdaten, automatisch durch eine Software und/oder zumindest teilweise manuell durch einen Bediener in einer Software ausgeführt wird, wobei die Software ausgebildet ist zur Erstellung, und vorzugsweise Ausführung, eines aus zumindest einem Teil der PMI-Daten erzeugten Messprogramms für ein zur Messung der geometrischen Eigenschaften des Werkstücks ausgebildetes Koordinatenmessgerät, vorzugsweise Multisensor-Koordinatenmessgerät, oder ausgebildeten Computertomografen oder als Koordinatenmessgerät oder Multisensor-Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen.Method for generating and/or processing data assigned to workpieces (PMI data, also target data or target elements), preferably CAD data, and/or measurement sequence data used for executing a measuring program for measuring geometric properties of the workpiece, characterized in that the generation and/or processing of the PMI data and preferably the measurement sequence data is carried out automatically by software and/or at least partially manually by an operator in software, the software being designed to create and preferably execute, a measurement program generated from at least part of the PMI data for a coordinate measuring machine designed to measure the geometric properties of the workpiece, preferably a multisensor coordinate measuring machine, or a computer tomograph designed or a computer tomograph designed as a coordinate measuring machine or a multisensor coordinate measuring machine. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Datenverarbeitungseinrichtung wie Steuerungs-PC zur Ausführung der Software ausgebildet ist, wobei die Datenverarbeitungseinrichtung auch ausgebildet ist zur Erstellung, und vorzugsweise Ausführung, eines aus zumindest einem Teil der PMI-Daten erzeugten Messprogramms für ein zur Messung der geometrischen Eigenschaften des Werkstücks ausgebildetes Koordinatenmessgerät, Computertomografen oder als Koordinatenmessgerät ausgebildeten Computertomografen.Device for carrying out the method according to at least Claim 1 , characterized in that a data processing device such as a control PC is designed to execute the software, the data processing device also being designed to create, and preferably execute, a measurement program generated from at least part of the PMI data for a measurement of the geometric properties of the Workpiece designed coordinate measuring machine, computer tomograph or computer tomograph designed as a coordinate measuring machine. Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts, umfassend zumindest einen Bildverarbeitungssensor (BV-Sensor), der Bilddaten (Bilder) erfasst, insbesondere Bilder des zu messenden Werkstücks oder mehrerer zu messender Werkstücke erfasst, und umfassend zumindest zwei Messachsen, vorzugsweise drei Messachsen, zur Ausführung von Relativbewegungen zwischen dem BV-Sensor und zu messendem Werkstück bzw. Werkstücken, insbesondere Relativbewegung zwischen BV-Sensor und eines Messtisches, von dem das zumindest eine Werkstück ausgeht, wobei eine der Messachsen (Z-Achse) in Richtung oder nahezu in Richtung der optischen Achse des Bildverarbeitungssensors verläuft und zumindest eine der Messachsen (X-Achse und/oder Y-Achse) senkrecht oder nahezu senkrecht dazu verläuft, und umfassend zumindest einen Bildspeicher zum Speichern erfasster Bilder, und umfassend eine Recheneinheit zur Auswertung der Bilddaten mehrerer der Bilder, und umfassend zumindest eine Steuerung zur Ansteuerung der Messachsen und zur Übertragung der Bilder zur Recheneinheit, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren unterschiedlichen Positionen der Messachsen Bilder aufgenommen, insbesondere in mehreren unterschiedlichen Positionen von zumindest zwei der Messachsen Bilder aufgenommen werden, besonders bevorzugt in mehreren unterschiedlichen Positionen aller drei Messachsen Bilder aufgenommen werden, und die Bilder in dem Bildspeicher abgelegt werden.Method for operating a coordinate measuring machine, comprising at least one image processing sensor (BV sensor) which captures image data (images), in particular captures images of the workpiece to be measured or of several workpieces to be measured, and comprising at least two measuring axes, preferably three measuring axes, for carrying out relative movements between the BV sensor and the workpiece or workpieces to be measured, in particular relative movement between the BV sensor and a measuring table from which the at least one workpiece originates, one of the measuring axes (Z-axis) in the direction or almost in the direction of the optical axis of the Image processing sensor runs and at least one of the measurement axes (X-axis and / or Y-axis) runs perpendicular or almost perpendicular to it, and comprising at least one image memory for storing captured images, and comprising a computing unit for evaluating the image data of several of the images, and comprising at least a control for controlling the measuring axes and for transmitting the images to the computing unit, characterized in that images are recorded in several different positions of the measuring axes, in particular images are recorded in several different positions of at least two of the measuring axes, particularly preferably in several different positions of all three measuring axes Images are taken and the images are stored in the image memory. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach zumindest Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Koordinatenmessgerät ein Bildspeicher zugeordnet ist, der ausgebildet ist Bilddaten in einem Voxel-Volumen mit einem Voxel-Raster zu speichern und für die weitere Auswertung zur Verfügung zu stellen.Device for carrying out the method according to at least Claim 3 , characterized in that the coordinate measuring machine is assigned an image memory which is designed to store image data in a voxel volume with a voxel grid and to make it available for further evaluation. Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgeräts, umfassend zumindest einen Bildverarbeitungssensor (BV-Sensor), der Bilddaten (Bilder) erfasst, insbesondere Bilder des zu messenden Werkstücks oder mehrerer zu messender Werkstücke erfasst, und umfassend zumindest zwei Messachsen, vorzugsweise drei Messachsen, zur Ausführung von Relativbewegungen zwischen dem BV-Sensor und zu messendem Werkstück bzw. Werkstücken, insbesondere Relativbewegung zwischen BV-Sensor und eines Messtisches, von dem das zumindest eine Werkstück ausgeht, wobei eine der Messachsen (Z-Achse) in Richtung oder nahezu in Richtung der optischen Achse des Bildverarbeitungssensors verläuft und zumindest eine der Messachsen (X-Achse und/oder Y-Achse) senkrecht oder nahezu senkrecht dazu verläuft, und umfassend zumindest einen Bildspeicher zum Speichern erfasster Bilder, und umfassend eine Recheneinheit zur Auswertung der Bilddaten mehrerer der Bilder, und umfassend zumindest eine Steuerung zur Ansteuerung der Messachsen und zur Übertragung der Bilder zur Recheneinheit, nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche 15 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass durch Relativbewegung zwischen Werkstück und BV-Sensor nacheinander mehrere Aufnahmepositionen eingenommen werden, in denen jeweils zumindest ein Bild aufgenommen wird, wobei in jeweils aufgenommenem Bild zumindest eine Kontur des Werkstücks automatisch erkannt wird, und wobei aus dem Verlauf der Kontur die Bewegungsrichtung der Relativbewegung zur jeweils nächsten Aufnahmeposition automatisch angepasst wird.Method for operating a coordinate measuring machine, comprising at least one image processing sensor (BV sensor) which captures image data (images), in particular captures images of the workpiece to be measured or of several workpieces to be measured, and comprising at least two measuring axes, preferably three measuring axes, for carrying out relative movements between the BV sensor and the workpiece or workpieces to be measured, in particular relative movement between the BV sensor and a measuring table from which the at least one workpiece originates, one of the measuring axes (Z-axis) in the direction or almost in the direction of the optical axis of the Image processing sensor runs and at least one of the measurement axes (X-axis and / or Y-axis) runs perpendicular or almost perpendicular to it, and comprising at least one image memory for storing captured images, and comprising a computing unit for evaluating the image data of several of the images, and comprising at least a control for controlling the measuring axes and for transmitting the images to the computing unit, according to preferably one of the preceding claims 15 to 37, characterized in that through relative movement between the workpiece and the BV sensor, several recording positions are assumed one after the other, in each of which at least one image is recorded , wherein at least one contour of the workpiece is automatically recognized in each recorded image, and the direction of movement of the relative movement to the next recording position is automatically adjusted from the course of the contour. Koordinatenmessgerät (21) zumindest umfassend einen zur Aufnahme eines zu messenden Werkstücks (31) ausgebildeten Messtisch (25) und zumindest einen zur Erfassung des Werkstücks (31) ausgebildeten Sensor (28), und umfassend Verbindungselemente (22, 23a, 23b, 23c, 24, 26, 27) zwischen Messtisch (5) und Sensor (28), wobei ein Werkstück (31) und Sensor (28) bzw. jeweiligen Sensor (28) verbindender Messkreis gebildet ist durch folgende Elemente (Messkreiselemente): - Messtisch (25) oder Teile davon, - ein oder mehrere Sensoren (28) oder Teile davon, - einige der Verbindungselemente, vorzugsweise: • Basis (26) oder Teile davon • zumindest eine, zwei oder drei Messachsen (23a, 23b, 23c) zur Relativbewegung von Sensor (28) und Messtisch (25) zueinander und/oder • zumindest eine den und die Sensoren (28) aufnehmende Pinole (23c), dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der zwischen den Messkreiselementen vorliegenden mechanischen Verbindungen (Paarungen), vorzugsweise kraftschlüssigen Verbindungen, durch zumindest ein die Reibung bzw. den Reibwert (Reibbeiwert bzw. Reibungskoeffizient) zwischen den jeweils gepaarten Messkreiselementen erhöhendes Element (29) wie Friction Insert oder Friction Shim ergänzt ist, vorzugsweise dieses zwischen den jeweils gepaarten Messkreiselementen angeordnet ist.Coordinate measuring machine (21) comprising at least one measuring table (25) designed to hold a workpiece (31) to be measured and at least one sensor (28) designed to detect the workpiece (31), and comprising connecting elements (22, 23a, 23b, 23c, 24 , 26, 27) between the measuring table (5) and sensor (28), with a workpiece (31) and sensor (28) or respective Sensor (28) connecting measuring circuit is formed by the following elements (measuring circuit elements): - measuring table (25) or parts thereof, - one or more sensors (28) or parts thereof, - some of the connecting elements, preferably: • base (26) or parts of which • at least one, two or three measuring axes (23a, 23b, 23c) for the relative movement of the sensor (28) and measuring table (25) to one another and / or • at least one quill (23c) receiving the sensor (28) and the sensors (28), characterized that one or more of the mechanical connections (pairings) present between the measuring circle elements, preferably non-positive connections, are provided by at least one element (29), such as friction insert or friction, which increases the friction or the coefficient of friction (coefficient of friction or coefficient of friction) between the respective paired measuring circle elements Shim is supplemented, preferably this is arranged between the paired measuring circuit elements. Koordinatenmessgerät (21) umfassend eine Basis (26), einen zur Aufnahme des zu messenden Werkstücks (31) ausgebildeten Messtisch (25), zumindest einen zur Erfassung des Werkstücks (31) ausgebildeten Sensor (28), Verbindungselemente (22, 23a, 23b, 23c, 24, 26, 27) zwischen Messtisch (25) und Sensor (28), und für den Transport des Koordinatenmessgeräts vorgesehene Haltemittel (Transportsicherungsmittel) (32) zur Befestigung zumindest einer der folgenden Komponenten: - Messtisch (25) und/oder Sensor (28) und/oder Pinole (23c), oder Teile davon, - öffenbare Tür, vorzugsweise Tür eines als Computertomograf ausgebildeten Koordinatenmessgeräts, - Detektor und/oder Strahlungsquelle wie Röntgenröhre eines als Computertomograf ausgebildeten Koordinatenmessgeräts, - zumindest eines der Verbindungselemente, vorzugsweise Koordinatenmessgerät nach zumindest Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere der zwischen den Transportsicherungsmitteln (32) und den Komponenten vorliegenden mechanischen Verbindungen (Paarungen), vorzugsweise kraftschlüssigen Verbindungen, durch zumindest ein die Reibung bzw. den Reibwert (Reibbeiwert bzw. Reibungskoeffizient) erhöhendes Element (29) wie Friction Insert oder Friction Shim ergänzt ist, vorzugsweise dieses zwischen den jeweils gepaarten Elementen angeordnet ist.Coordinate measuring machine (21) comprising a base (26), a measuring table (25) designed to hold the workpiece (31) to be measured, at least one sensor (28) designed to detect the workpiece (31), connecting elements (22, 23a, 23b, 23c, 24, 26, 27) between the measuring table (25) and sensor (28), and holding means (transport securing means) (32) provided for the transport of the coordinate measuring machine for fastening at least one of the following components: - Measuring table (25) and / or sensor (28) and/or quill (23c), or parts thereof, - openable door, preferably door of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph, - detector and/or radiation source such as an X-ray tube of a coordinate measuring machine designed as a computer tomograph, - at least one of the connecting elements, preferably a coordinate measuring machine at least Claim 6 , characterized in that one or more of the mechanical connections (pairings) present between the transport securing means (32) and the components, preferably non-positive connections, are provided by at least one element (29) which increases the friction or the coefficient of friction (coefficient of friction or friction coefficient). Friction insert or friction shim is supplemented, preferably this is arranged between the paired elements. Verfahren zur Bestimmung geometrischer Eigenschaften von Werkstücken mit einem taktil-optischen Sensor in einem Koordinatenmessgerät bzw. Koordinatenmesssystem, wobei mehrere Messpunkte an der Oberfläche des Werkstücks aufgenommen und zu Maßen verknüpft werden, wobei der taktil-optische Sensor eine flexible Tasterverlängerung mit zumindest einem Antastformelement und zumindest einer Marke, vorzugsweise gebildet durch das Antastformelement oder eine von der flexiblen Tasterverlängerung ausgehende Marke, und einen Bildverarbeitungssensor zur Erfassung der Marke aufweist, und wobei die Auslenkung des Antastformelementes senkrecht (X- und Y-Richtung) zur Richtung der flexiblen Tasterverlängerung (Z-Richtung) bestimmt wird mittels Bildkorrelationsverfahren, bei dem mit dem Bildverarbeitungssensor aufgenommene Bilddaten der Marke bei nicht ausgelenktem Antastformelement (Referenz-Bild bzw. Template-Bild) mit bei ausgelenktem Antastformelement (Messbild-Daten) verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung der Bildkorrelation, insbesondere der Verschiebung von Messbild-Daten zum Template-Bild, - nur für einen Ausschnitt der Messbild-Daten, und vorzugsweise nur für einen Ausschnitt des Template-Bildes, und/oder - für Messbild-Daten und/oder Template-Bild mit verringerter Auflösung (Pixelanzahl) erfolgt.Method for determining geometric properties of workpieces with a tactile-optical sensor in a coordinate measuring machine or coordinate measuring system, wherein several measuring points on the surface of the workpiece are recorded and linked to dimensions, the tactile-optical sensor being a flexible probe extension with at least one probing element and at least a mark, preferably formed by the probing element or a mark emanating from the flexible probe extension, and an image processing sensor for detecting the mark, and wherein the deflection of the probing element is perpendicular (X and Y directions) to the direction of the flexible probe extension (Z direction ) is determined by means of an image correlation method, in which image data of the mark recorded with the image processing sensor when the probing element (reference image or template image) is not deflected are compared with when the probing element (measuring image data) is deflected, characterized in that the determination of the image correlation, in particular the displacement of measurement image data to the template image, - only for a section of the measurement image data, and preferably only for a section of the template image, and / or - for measurement image data and / or template image with reduced resolution (number of pixels). Verfahren zum Betreiben eines Koordinatenmessgerätes (47) umfassend zumindest einen Sensor (48) wie optischen Sensor oder taktilen Sensor oder taktil-optischen Sensor, und eine Dreheinheit (51), zumindest umfassend einen Drehtisch (52) mit einer Einspannvorrichtung (53), welche zumindest aufweist eine erste Aufnahmevorrichtung in Form einer drehbaren oder festen Spitze (54), und vorzugsweise eine zweite Aufnahmevorrichtung wie drehbare oder feste Gegenspitze, wobei zur Bestimmung von geometrischen Eigenschaften (49b) an einem Werkstück (49), zumindest ein Teil des Werkstück (49) mit dem Sensor (48) in mehreren Drehstellungen, eingestellt durch Drehen des Drehtischs (52, 52a), erfasst wird und Sensordaten ermittelt werden, wobei die Spitze (54) der ersten Aufnahmevorrichtung einen zur Berührung mit dem Werkstück (49), insbesondere der Zentrieröffnung (49a) des Werkstücks (49), vorgesehenen kegelförmigen Abschnitt (Spitzenkegel) (43) und zumindest einen nicht zur Berührung mit dem Werkstück (49) vorgesehenen Abschnitt (Spitzenbund) (46), vorzugsweise zylindrischen Abschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Relativlage (Kegel-Bund-Lage) (40, 41) zwischen der Achse (42) des Spitzenkegels (43) (Kegelachse, 42) und der Achse (45) des Spitzenbunds (46) (Bundachse, 45) bestimmt und bei der Auswertung der Sensordaten zur Bestimmung der geometrischen Eigenschaft (49b) am Werkstück (49) berücksichtigt wird, vorzugsweise zur Bestimmung einer Bezugsachse, insbesondere der Werkstückachse (44) herangezogen wird.Method for operating a coordinate measuring machine (47) comprising at least one sensor (48) such as an optical sensor or tactile sensor or tactile-optical sensor, and a rotating unit (51), at least comprising a turntable (52) with a clamping device (53), which at least has a first holding device in the form of a rotatable or fixed tip (54), and preferably a second holding device such as a rotatable or fixed counter-tip, wherein for determining geometric properties (49b) on a workpiece (49), at least part of the workpiece (49) with the sensor (48) in several rotational positions, set by rotating the turntable (52, 52a), and sensor data are determined, the tip (54) of the first receiving device being in contact with the workpiece (49), in particular the centering opening (49a) of the workpiece (49), provided conical section (tip cone) (43) and at least one section (tip collar) (46), preferably cylindrical section, which is not intended to come into contact with the workpiece (49), characterized in that the relative position (Cone-collar position) (40, 41) between the axis (42) of the tip cone (43) (cone axis, 42) and the axis (45) of the tip collar (46) (collar axis, 45) is determined and when evaluating the Sensor data is taken into account to determine the geometric property (49b) on the workpiece (49), preferably used to determine a reference axis, in particular the workpiece axis (44). Vorrichtung zur Anbindung eines Sensors (1) an eine Dreh- und/oder Schwenk-Einrichtung (DS-Einrichtung) (2, 3, 4) eines Koordinatenmessgerätes (5), wobei die DS-Einrichtung (2, 3, 4) von einer in Bezug auf das zu messende Werkstück (6) relativ beweglichen Pinole (7) ausgeht und die jeweilige Dreh- bzw. Schwenk-Einrichtung (3, 4) aus jeweils einem drehbar bzw. schwenkbar beweglichen (3a, 4a) und einem feststehenden Teil (3b, 4b) besteht, und wobei der Sensor (1) von der DS-Einrichtung (2, 3, 4) ausgeht und zumindest eine Kabelverbindung (8) aufweist, die zwischen Sensor (1) und Pinole (7) verläuft, wobei die Kabelverbindung (8) im Bereich zwischen dem jeweiligen drehbar beweglichen (3a, 4a) und dem jeweiligen feststehenden Teil (3b, 4b) der DS-Einrichtung (2, 3, 4) zumindest bereichsweise exzentrisch zur Dreh- und/oder Schwenkachse (3c, 4c) der DS-Einrichtung (2, 3, 4) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil (genannt Führungs-Abschnitt) (8a) der im Bereich der DS-Einrichtung (2, 3, 4) verlaufenden Kabelverbindung (8b) (genannt „beweglicher Kabelabschnitt“) in einem durch zumindest zwei Begrenzungsflächen (9a, 9b) definierten Bereich (10) verläuft, der derart ausgebildet ist, dass der Führungs-Abschnitt (8a) des beweglichen Kabelabschnitts (8b) bei der Dreh- bzw. Schwenk-Bewegung der DS-Einrichtung (2, 3, 4) zwischen den Begrenzungsflächen (9a, 9b) verbleibt und zwischen diesen beweglich ist.Device for connecting a sensor (1) to a rotating and/or pivoting device (DS device) (2, 3, 4) of a coordinate measuring machine (5), the DS device (2, 3, 4) being controlled by a in Relative to the workpiece (6) to be measured, the quill (7) is relatively movable and the respective rotating or pivoting device (3, 4) consists of a rotatable or pivotable movable part (3a, 4a) and a fixed part (3b , 4b), and wherein the sensor (1) originates from the DS device (2, 3, 4) and has at least one cable connection (8) which runs between the sensor (1) and the quill (7), the cable connection (8) in the area between the respective rotatably movable (3a, 4a) and the respective fixed part (3b, 4b) of the DS device (2, 3, 4) at least partially eccentric to the rotation and / or pivot axis (3c, 4c ) of the DS device (2, 3, 4), characterized in that at least a part (called guide section) (8a) of the cable connection (8b) running in the area of the DS device (2, 3, 4) ( called “movable cable section”) runs in an area (10) defined by at least two boundary surfaces (9a, 9b), which is designed in such a way that the guide section (8a) of the movable cable section (8b) during the rotation or pivoting -Movement of the DS device (2, 3, 4) remains between the boundary surfaces (9a, 9b) and is movable between them.
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