DE112013001068T5 - Tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit integrierten Softwaresteuerungen - Google Patents

Tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit integrierten Softwaresteuerungen Download PDF

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DE112013001068T5
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arm cmm
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Paul C. Atwell
Clark H. Briggs
Burnham Stokes
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Faro Technologies Inc
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Abstract

Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur an einem tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG). Das Gelenkarm-KMG umfasst einen manuell positionierbaren Gelenkarmabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Armabschnitt mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung von Positionssignalen umfasst. Das Gelenkarm-KMG umfasst auch eine elektronische Schaltung mit einer eigenständigen Betriebsumgebung, die eine Benutzerschnittstellenanwendung und ein mit der Benutzerschnittstellenanwendung kommunizierendes Anzeigegerät umfasst. Ferner ist eine Messvorrichtung am ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigt. Die Benutzerschnittstellenanwendung und das Anzeigegerät sind dafür konfiguriert, die Durchführung und die Anzeige von Ergebnissen einer Diagnose- oder Eichprozedur am Gelenkarm-KMG zu erleichtern.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortführung der am 14. Januar 2011 angemeldeten US-amerikanischen Patentanmeldung, Aktenzeichen 13/006,484, die wiederum den Vorteil der am 20. Januar 2010 angemeldeten vorläufigen Anmeldung, Aktenzeichen 61/296,555, beansprucht, deren Inhalte hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen werden. Die vorliegende Anmeldung beansprucht auch den Vorteil der am 14. Januar 2011 angemeldeten US-amerikanischen Patentanmeldung, Aktenzeichen 13/006503, die wiederum den Vorteil der vorläufigen Anmeldung, Aktenzeichen 61/296,555, beansprucht, deren Inhalte hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen werden. Die vorliegende Anmeldung beansprucht ferner den Vorteil der am 14. Januar 2011 angemeldeten US-amerikanischen Patentanmeldung, Aktenzeichen 13/006455, die wiederum den Vorteil der vorläufigen Anmeldung, Aktenzeichen 61/296,555, beansprucht, deren Inhalte hiermit in ihrer Gesamtheit durch Verweis einbezogen werden.
  • Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Koordinatenmessgerät und insbesondere ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit integrierten Softwaresteuerungen.
  • Tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgeräte (Gelenkarm-KMGs) fanden weit verbreitete Verwendung bei der Fertigung bzw. Herstellung von Teilen, wo ein Bedarf daran besteht, die Abmessungen des Teils während verschiedener Schritte der Fertigung bzw. Herstellung (z. B. der mechanischen Bearbeitung) des Teils schnell und genau nachzuprüfen. Tragbare Gelenkarm-KMGs stellen eine weitgehende Verbesserung gegenüber bekannten unbeweglichen bzw. feststehenden, kostenintensiven und relativ schwer zu bedienenden Messeinrichtungen dar, und zwar insbesondere hinsichtlich des Zeitaufwands, der für die Durchführung von Dimensionsmessungen relativ komplexer Teile anfällt. Normalerweise führt ein Benutzer eines tragbaren Gelenkarm-KMG einfach eine Sonde entlang der Oberfläche des zu messenden Teils oder Objekts. Die Messdaten werden dann aufgezeichnet und dem Benutzer bereitgestellt. In einigen Fällen werden die Daten dem Benutzer in optischer Form bereitgestellt, beispielsweise in dreidimensionaler (3-D) Form auf einem Computerbildschirm. In anderen Fällen werden die Daten dem Benutzer in numerischer Form bereitgestellt, beispielsweise wenn bei der Messung des Durchmessers eines Lochs der Text „Durchmesser = 1,0034” auf einem Computerbildschirm angezeigt wird.
  • Ein Beispiel eines tragbaren Gelenkarm-KMG des Stands der Technik wird in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers, welches hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis einbezogen wird, offenbart. Das Patent '582 offenbart ein 3-D-Messsystem, das ein manuell bedientes Gelenkarm-KMG mit einem Tragsockel an einem Ende und einer Messsonde am anderen Ende umfasst. Das US-Patent Nr. 5,611,147 ('147) des gleichen Inhabers, welches hierin in seiner Gesamtheit durch Verweis einbezogen wird, offenbart ein ähnliches Gelenkarm-KMG. In dem Patent '147 umfasst das Gelenkarm-KMG mehrere Merkmale einschließlich einer zusätzlichen Drehachse am Sondenende, wodurch für einen Arm eine Konfiguration mit zwei-zwei-zwei oder zwei-zwei-drei Achsen bereitgestellt wird (wobei Letztere ein Arm mit sieben Achsen ist).
  • Heutige tragbare Gelenkarm-KMGs benötigen einen Anschluss an einen externen Computer wie beispielsweise einen Laptop für die Berechnung von Positionsdaten aus den unverarbeiteten Messdaten, die das Gelenkarm-KMG erfasst hat. Ferner stellt der externe Computer auch eine Benutzerschnittstellenanwendung zur Verfügung, damit der Bediener dem Gelenkarm-KMG Anweisungen erteilen kann. Ein Gelenkarm-KMG muss also über einen Treiber verfügen, der die Kommunikation mit verschiedenen Betriebssystemen (und Betriebssystemebenen) unterstützt. Des Weiteren ist die Fehlerbehebung oft schwierig, weil andere Anwendungen einschließlich derjenigen, die nicht zu den Funktionen des tragbaren Gelenkarm-KMG gehören, möglicherweise auch auf dem externen Computer ausgeführt werden und die Funktionen des tragbaren Gelenkarm-KMG beeinträchtigen. Obwohl die gegenwärtigen Gelenkarm-KMGs für ihren beabsichtigten Zweck geeignet sind, sollte das Ausmaß der Veränderlichkeit reduziert werden, das die Verwendung eines externen Computers in Kombination mit dem tragbaren Gelenkarm-KMG zur Durchführung von Messfunktionen mit sich bringt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Ausgestaltung ist ein Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur an einem Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG). Das Verfahren umfasst das Bereitstellen des Gelenkarm-KMG. Das Gelenkarm-KMG hat einen manuell positionierbaren Gelenkarmabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, und der Armabschnitt umfasst mehrere verbundene Armsegmente. Jedes der Armsegmente umfasst mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung von Positionssignalen. Es wird eine am ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigte Messvorrichtung bereitgestellt. Ferner wird eine elektronische Schaltung in dem Gelenkarm-KMG bereitgestellt. Die elektronische Schaltung umfasst einen Prozessor und ist dafür konfiguriert, die Positionssignale der Positionsmessgeräte zu empfangen und Daten, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen, bereitzustellen. Die elektronische Schaltung hat eine eigenständige Betriebsumgebung für das Gelenkarm-KMG, die eine Benutzerschnittstellenanwendung umfasst. Es wird auch ein am Gelenkarm-KMG befestigtes Anzeigegerät bereitgestellt. Das Anzeigegerät und die elektronische Schaltung sind integrale Bestandteile des Gelenkarm-KMG, und das Anzeigegerät kommuniziert mit der Benutzerschnittstellenanwendung. Auf dem Anzeigegerät werden mehrere Auswahlmöglichkeiten angezeigt, wobei mindestens eine der Auswahlmöglichkeiten darin besteht, eine Diagnose- oder Eichprozedur für das Gelenkarm-KMG durchzuführen. Eine der Diagnose- oder Eichprozeduren wird auf Basis einer Eingabe eines Bedieners ausgewählt. Auf dem Anzeigegerät wird eine Information für die Durchführung der Prozedur angezeigt. Auf Basis der Eingabe seitens des Bedieners wird die ausgewählte Diagnose- oder Eichprozedur durchgeführt und werden die Ergebnisse auf dem Anzeigegerät angezeigt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt sind, die nicht als den gesamten Schutzbereich der Offenbarung einschränkend aufzufassen sind und wobei die Elemente in mehreren Figuren gleich nummeriert sind. Es zeigen:
  • 1: einschließlich 1A und 1B, perspektivische Darstellungen eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts (Gelenkarm-KMG), das Ausgestaltungen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung darin aufweist;
  • 2: einschließlich 2A–2D zusammengenommen, ein Blockdiagramm der Elektronik, die als Teil des Gelenkarm-KMG von 1 gemäß einer Ausgestaltung verwendet wird;
  • 3: einschließlich 3A und 3B zusammengenommen, ein Blockdiagramm, das detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems von 2 gemäß einer Ausgestaltung beschreibt;
  • 4: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Implementierung einer eigenständigen Betriebsumgebung am Gelenkarm-KMG gemäß einer Ausgestaltung;
  • 5: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener beim Einschalten des Gelenkarm-KMG gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 6: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Durchführung einer Teileeinrichtung gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 7: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Durchführung einer Messung gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 8: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der der Anzeige von Positionsdaten dargestellt wird;
  • 9: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Überprüfung von Merkmalen gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 10: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Handhabung von Dateien am Gelenkarm-KMG gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 11: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Handhabung von Einstellungen am Gelenkarm-KMG gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 12: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überprüfung, ob angeforderte Aktualisierungen am Gelenkarm-KMG autorisiert sind, gemäß einer Ausgestaltung;
  • 13: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Durchführung einer Diagnose gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird;
  • 14: einen Benutzerschnittstellenbildschirm, der einem Bediener bei der Durchführung einer Eichung gemäß einer Ausgestaltung dargestellt wird; und
  • 15: ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur gemäß einer Ausgestaltung.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Gemäß beispielhaften Ausgestaltungen ist ein Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) mit einer eigenständigen Betriebsumgebung vorgesehen. Der hierin benutzte Begriff „eigenständige Betriebsumgebung” bezieht sich auf das tragbare Gelenkarm-KMG, bei dem alle Elemente, die für die Durchführung einer Messung notwendig sind, auf dem tragbaren Gelenkarm-KMG (z. B. in einem Gehäuse des Gelenkarm-KMG) angeordnet sind. Dies steht im Gegensatz zu einem Gelenkarm-KMG, das einen Laptop oder eine andere Verarbeitungsvorrichtung für die Durchführung einiger Funktionen (z. B. Berechnen von Positionsdaten aus unverarbeiteten Messdaten) benötigt. Das eigenständige Gelenkarm-KMG kann durch eine Batterie mit Energie versorgt und/oder an eine Energiequelle (z. B. 120 V Wechselstrom) angeschlossen werden. Das eigenständige Gelenkarm-KMG arbeitet bei einer Ausgestaltung im „Kiosk-Modus”, bei dem die Software des Gelenkarm-KMG derart ausgelegt ist, dass sie einen Satz von unterstützten Funktionen durchführt, die dem Bediener auf einem Benutzerschnittstellenbildschirm dargestellt werden, wenn das Gelenkarm-KMG eingeschaltet wird. Der „Kiosk-Modus” stellt eine zweckbestimmte und gesteuerte Umgebung zur Verfügung, bei der der Bediener sich keine Gedanken über die Betriebsumgebung (z. B. Betriebssystem, Softwareversionen usw.) des Gelenkarm-KMG machen muss. Ferner muss sich der Bediener nicht mit den Feinheiten des Ladens eines Betriebssystems und dem Laden einer bestimmten Software befassen. Bei einer Ausgestaltung wird dem Bediener ein Benutzerschnittstellenbildschirm beim Einschalten des Gelenkarm-KMG dargestellt, um ihn durch die Benutzung der vom Gelenkarm-KMG zur Verfügung gestellten Funktionen zu führen.
  • 1A und 1B veranschaulichen in der Perspektive ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) 100 gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gelenkarm ein Typ des Koordinatenmessgeräts ist. 1A und 1B zeigen, dass das beispielhafte Gelenkarm-KMG 100 eine Gelenkmessvorrichtung mit sechs oder sieben Achsen mit einem Messsondengehäuse 102 umfasst, das an einem Ende an einen Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 gekoppelt ist. Der Armabschnitt 104 umfasst ein erstes Armsegment 106, das durch eine erste Gruppierung von Lagereinsätzen 110 (z. B. zwei Lagereinsätze) an ein zweites Armsegment 108 gekoppelt ist. Eine zweite Gruppierung von Lagereinsätzen 112 (z. B. zwei Lagereinsätze) koppelt das zweite Armsegment 108 an das Messsondengehäuse 102. Eine dritte Gruppierung von Lagereinsätzen 114 (z. B. drei Lagereinsätze) koppelt das erste Armsegment 106 an einen Sockel 116, der am anderen Ende des Armabschnitts 104 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet ist. Jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114 stellt mehrere Achsen der Gelenkbewegung bereit. Das Messsondengehäuse 102 kann auch die Welle des siebten Achsenabschnitts des Gelenkarm-KMG 100 umfassen (z. B. einen Einsatz, der ein Kodierersystem enthält, das die Bewegung der Messvorrichtung, beispielsweise einer Sonde 118 und/oder eines peripheren Geräts, in der siebten Achse des Gelenkarm-KMG 100 ermittelt). Der Sockel 116 ist bei der Verwendung des Gelenkarm-KMG 100 normalerweise an einer Arbeitsfläche befestigt.
  • Jeder Lagereinsatz in jeder Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 enthält normalerweise ein Kodierersystem (z. B. ein optisches Kodierersystem). Das Kodierersystem (d. h. ein Positionsmessgerät) stellt eine Angabe der Position der jeweiligen Armsegmente 106, 108 und der entsprechenden Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 bereit, die alle zusammen eine Angabe der Position der Sonde 118 in Bezug auf den Sockel 116 (und somit die Position des durch das Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Objekts in einem bestimmten Bezugssystem, beispielsweise einem lokalen oder globalen Bezugssystem) bereitstellen. Die Armsegmente 106, 108 können aus einem in geeigneter Weise starren Material bestehen, also beispielsweise, aber ohne darauf beschränkt zu sein, einem Kohlefaserverbundmaterial. Ein tragbares Gelenkarm-KMG 100 mit sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung (d. h. Freiheitsgraden) stellt die Vorteile bereit, dass dem Bediener gestattet wird, die Sonde 118 an einer gewünschten Stelle in einem 360°-Bereich rings um den Sockel 116 zu positionieren, wobei ein Armabschnitt 104 bereitgestellt wird, der leicht von dem Bediener gehandhabt werden kann. Es versteht sich jedoch, dass die Darstellung eines Armabschnitts 104 mit zwei Armsegmenten 106, 108 als Beispiel dient und dass die beanspruchte Erfindung nicht dadurch eingeschränkt sein sollte. Ein Gelenkarm-KMG 100 kann eine beliebige Anzahl an Armsegmenten aufweisen, die durch Lagereinsätze (und somit mehr oder weniger als sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung bzw. Freiheitsgrade) miteinander gekoppelt sind.
  • Die Sonde 118 ist abnehmbar am Messsondengehäuse 102 angebracht, welches mit der Lagereinsatzgruppierung 112 verbunden ist. Ein Griff 126 ist in Bezug auf das Messsondengehäuse 102 beispielsweise mittels einer Schnellverbinder-Anschlussstelle entfernbar. Der Griff 126 kann durch eine andere Vorrichtung ersetzt werden (z. B. eine Laserliniensonde, einen Strichcodeleser), wodurch Vorteile zur Verfügung gestellt werden, die dem Bediener die Benutzung verschiedener Messvorrichtungen mit demselben Gelenkarm-KMG 100 ermöglichen. Das Sondengehäuse 102 beherbergt bei beispielhaften Ausgestaltungen eine entfernbare Sonde 118, die eine Kontaktmessvorrichtung ist und verschiedene Spitzen 118 aufweisen kann, die das zu messende Objekt physisch berühren und folgende umfassen, aber ohne darauf beschränkt zu sein: Sonden vom Typ Kugel, berührungsempfindlich, gebogen oder verlängert. Bei anderen Ausgestaltungen wird die Messung beispielsweise durch eine kontaktlose Vorrichtung wie z. B. eine Laserliniensonde (LLP; laser line probe) durchgeführt. Der Griff 126 ist bei einer Ausgestaltung durch die LLP ersetzt, wobei die Schnellverbinder-Anschlussstelle verwendet wird. Andere Typen von Messvorrichtungen können den entfernbaren Griff 126 ersetzen, um eine zusätzliche Funktionalität bereitzustellen. Die Beispiele für solche Messvorrichtungen umfassen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, eine oder mehrere Leuchten, einen Temperatursensor, einen Thermoscanner, einen Strichcodescanner, einen Projektor, eine Lackierpistole, eine Kamera oder dergleichen.
  • In 1A und 1B ist ersichtlich, dass das Gelenkarm-KMG 100 den entfernbaren Griff 126 umfasst, der die Vorteile bereitstellt, dass Zusatzteile oder Funktionalitäten ausgetauscht werden können, ohne dass das Messsondengehäuse 102 von der Lagereinsatzgruppierung 112 entfernt wird. Wie anhand von 2 detaillierter erörtert wird, kann der entfernbare Griff 126 auch einen elektrischen Verbinder umfassen, der es gestattet, dass elektrische Energie und Daten mit dem Griff 126 und der im Sondenende angeordneten entsprechenden Elektronik ausgetauscht werden.
  • Bei verschiedenen Ausgestaltungen ermöglicht jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114, dass der Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 um mehrere Drehachsen bewegt wird. Wie bereits erwähnt, umfasst jede Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 entsprechende Kodierersysteme wie beispielsweise optische Winkelkodierer, die jeweils koaxial zu der entsprechenden Drehachse z. B. der Armsegmente 106, 108 angeordnet sind. Das optische Kodierersystem erfasst eine Drehbewegung (Schwenkbewegung) oder Querbewegung (Gelenkbewegung) beispielsweise von jedem der Armsegmente 106, 108 um die entsprechende Achse und überträgt ein Signal zu einem elektronischen Datenverarbeitungssystem in dem Gelenkarm-KMG 100, wie hierin im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Jede einzelne unverarbeitete Kodiererzählung wird separat als Signal zu dem elektronischen Datenverarbeitungssystem gesendet, wo sie zu Messdaten weiterverarbeitet wird. Es ist kein von dem Gelenkarm-KMG 100 selbst getrennter Positionsberechner (z. B. eine serielle Box) erforderlich, der in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers offenbart wird.
  • Der Sockel 116 kann eine Befestigungs- bzw. Montagevorrichtung 120 umfassen. Die Montagevorrichtung 120 ermöglicht die entfernbare Montage des Gelenkarm-KMG 100 an einer gewünschten Stelle wie beispielsweise einem Inspektionstisch, einem Bearbeitungszentrum, einer Wand oder dem Boden. Der Sockel 116 umfasst bei einer Ausgestaltung einen Griffabschnitt 122, der eine zweckmäßige Stelle ist, an welcher der Bediener den Sockel 116 hält, während das Gelenkarm-KMG 100 bewegt wird. Bei einer Ausgestaltung umfasst der Sockel 116 ferner einen beweglichen Abdeckabschnitt 124, der herunterklappbar ist, um eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise einen Anzeigeschirm freizugeben.
  • Gemäß einer Ausgestaltung enthält bzw. beherbergt der Sockel 116 des tragbaren Gelenkarm-KMG 100 ein elektronisches Datenverarbeitungssystem, das zwei Hauptkomponenten umfasst: ein Basisverarbeitungssystem, das die Daten der verschiedenen Kodierersysteme im Gelenkarm-KMG 100 sowie Daten, die andere Armparameter zur Unterstützung der dreidimensionalen (3-D) Positionsberechnungen repräsentieren, verarbeitet; und ein Benutzerschnittstellen-Verarbeitungssystem, das ein integriertes Betriebssystem, einen berührungsempfindlichen Bildschirm und eine residente Anwendungssoftware umfasst, welche die Implementierung relativ vollständiger messtechnischer Funktionen innerhalb des Gelenkarm-KMG 100 gestattet, ohne dass dabei eine Verbindung zu einem externen Computer vorhanden sein muss.
  • Das elektronische Datenverarbeitungssystem im Sockel 116 kann mit den Kodierersystemen, Sensoren und anderer peripherer Hardware, die entfernt vom Sockel 116 angeordnet sind (z. B. eine LLP, die am entfernbaren Griff 126 an dem Gelenkarm-KMG 100 montiert werden kann), kommunizieren. Die Elektronik, die diese peripheren Hardwarevorrichtungen oder -merkmale unterstützt, kann in jeder der in dem tragbaren Gelenkarm-KMG 100 angeordneten Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet werden.
  • 2 ist ein Blockdiagramm der Elektronik, die gemäß einer Ausgestaltung in einem Gelenkarm-KMG 100 verwendet wird. Die in 2 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 210, das eine Basisprozessorkarte 204 zur Implementierung des Basisverarbeitungssystems, eine Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206 zur Bereitstellung von Energie, ein Bluetooth-Modul 232 und eine Basisneigungskarte 208 umfasst. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst einen Computerprozessor zum Ausführen der Anwendungssoftware der Benutzerschnittstelle, um die Benutzerschnittstelle, die Anzeige und andere hierin beschriebene Funktionen durchzuführen.
  • In 2 ist ersichtlich, dass das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 über einen oder mehrere Armbusse 218 mit den vorgenannten mehreren Kodierersystemen kommuniziert. Jedes Kodierersystem erzeugt bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung Kodiererdaten und umfasst: eine Kodierer-Armbus-Schnittstelle 214, einen digitalen Kodierer-Signalprozessor (DSP) 216, eine Kodierer-Lesekopf-Schnittstelle 234 und einen Temperatursensor 212. Andere Geräte wie beispielsweise Dehnungssensoren können an den Armbus 218 angeschlossen werden.
  • In 2 ist auch die Sondenende-Elektronik 230 dargestellt, die mit dem Armbus 218 kommuniziert. Die Sondenende-Elektronik 230 umfasst einen Sondenende-DSP 228, einen Temperatursensor 212, einen Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240, der bei einer Ausgestaltung über eine Schnellverbinder-Anschlussstelle mit dem Griff 126 oder der LLP 242 verbindet, und eine Sondenschnittstelle 226. Die Schnellverbinder-Anschlussstelle ermöglicht den Zugang des Griffs 126 auf den Datenbus, die Steuerleitungen, den von der LLP 242 benutzten Energiebus und andere Zusatzteile. Die Sondenende-Elektronik 230 ist bei einer Ausgestaltung in dem Messsondengehäuse 102 an dem Gelenkarm-KMG 100 angeordnet. Der Griff 126 kann bei einer Ausgestaltung von der Schnellverbinder-Anschlussstelle entfernt werden und die Messung kann mit der Laserliniensonde (LLP) 242, die über den Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240 mit der Sondenende-Elektronik 230 des Gelenkarm-KMG 100 kommuniziert, durchgeführt werden. Bei einer Ausgestaltung sind das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 im Sockel 116 des Gelenkarm-KMG 100, die Sondenende-Elektronik 230 im Messsondengehäuse 102 des Gelenkarm-KMG 100 und die Kodierersysteme in den Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet. Die Sondenschnittstelle 226 kann durch ein beliebiges geeignetes Kommunikationsprotokoll, das im Handel erhältliche Produkte von Maxim Integrated Products, Inc., die als 1-Wire®-Kommunikationsprotokoll 236 ausgebildet sind, umfasst, mit dem Sondenende-DSP 228 verbunden werden.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems 210 des Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung beschreibt. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 ist bei einer Ausgestaltung im Sockel 116 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet und umfasst die Basisprozessorkarte 204, die Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206, ein Bluetooth-Modul 232 und ein Basisneigungsmodul 208.
  • Bei einer in 3 dargestellten Ausgestaltung umfasst die Basisprozessorkarte 204 die verschiedenen darin dargestellten funktionellen Blöcke. Beispielsweise wird eine Basisprozessorfunktion verwendet, die die Erfassung von Messdaten des Gelenkarm-KMG 100 unterstützt und die über den Armbus 218 und eine Bussteuermodulfunktion 308 die unverarbeiteten Kodiererdaten (z. B. Daten des Kodierersystems) empfängt. Die Speicherfunktion 304 speichert Programme und statische Armkonfigurationsdaten. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst ferner eine für eine externe Hardwareoption vorgesehene Portfunktion 310, um mit etwaigen externen Hardwaregeräten oder Zusatzteilen wie beispielsweise einer LLP 242 zu kommunizieren. Eine Echtzeituhr (RTC; real time clock) und ein Protokoll 306, eine Batteriesatzschnittstelle (IF; interface) 316 und ein Diagnoseport 318 sind ebenfalls in der Funktionalität bei einer Ausgestaltung der in 3 abgebildeten Basisprozessorkarte 204 enthalten.
  • Die Basisprozessorkarte 204 leitet auch die gesamte drahtgebundene und drahtlose Datenkommunikation zu externen (Host-Computer) und internen (Anzeigeprozessor 202) Geräten. Die Basisprozessorkarte 204 ist in der Lage, über eine Ethernet-Funktion 320 mit einem Ethernet-Netzwerk [wobei z. B. eine Taktsynchronisations-Norm wie beispielsweise IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 verwendet wird], über eine LAN-Funktion 322 mit einem drahtlosen Local Area Network (WLAN; wireless local area network) und über eine Parallel-Seriell-Kommunikations-Funktion (PSK-Funktion) 314 mit dem Bluetooth-Modul 232 zu kommunizieren. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst des Weiteren einen Anschluss an ein Universal-Serial-Bus-Gerät (USB-Gerät) 312.
  • Die Basisprozessorkarte 204 überträgt und erfasst unverarbeitete Messdaten (z. B. Zählungen des Kodierersystems, Temperaturmesswerte) für die Verarbeitung zu Messdaten, ohne dass dabei irgendeine Vorverarbeitung erforderlich ist, wie sie beispielsweise bei der seriellen Box des vorgenannten Patents '582 offenbart wird. Die Basisprozessorkarte 204 sendet die verarbeiteten Daten über eine RS485-Schnittstelle (IF) 326 zu dem Anzeigeprozessor 328 auf der Benutzerschnittstellenkarte 202. Bei einer Ausgestaltung sendet die Basisprozessorkarte 204 auch die unverarbeiteten Messdaten an einen externen Computer.
  • Nun Bezug nehmend auf die Benutzerschnittstellenkarte 202 in 3, werden die vom Basisprozessor empfangenen Winkel- und Positionsdaten von auf dem Anzeigeprozessor 328 ausgeführten Anwendungen verwendet, um ein autonomes messtechnisches System in dem Gelenkarm-KMG 100 zur Verfügung zu stellen. Die Anwendungen können auf dem Anzeigeprozessor 328 ausgeführt werden, um beispielsweise folgende, aber nicht darauf beschränkte Funktionen zu unterstützen: Messung von Merkmalen, Anleitungs- und Schulungsgrafiken, Ferndiagnostik, Temperaturkorrekturen, Steuerung verschiedener Betriebseigenschaften, Verbindung zu verschiedenen Netzwerken und Anzeige gemessener Objekte. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst zusammen mit dem Anzeigeprozessor 328 und einer Schnittstelle für einen Flüssigkristallbildschirm (LCD-Bildschirm; liquid crystal display) 338 (z. B. ein berührungsempfindlicher LCD-Bildschirm) mehrere Schnittstellenoptionen, zu denen eine Secure-Digital-Karten-Schnittstelle (SD-Karten-Schnittstelle) 330, ein Speicher 332, eine USB-Host-Schnittstelle 334, ein Diagnoseport 336, ein Kameraport 340, eine Audio-/Video-Schnittstelle 342, ein Wähl-/Funkmodem 344 und ein Port 346 für das globale Positionsbestimmungssystem (GPS; global positioning system) gehören.
  • Das in 3 abgebildete elektronische Datenverarbeitungssystem 210 umfasst ferner eine Basisenergiekarte 206 mit einem Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 zur Aufzeichnung von Umgebungsdaten. Die Basisenergiekarte 206 stellt auch Energie für das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 bereit, wobei ein Wechselstrom-Gleichstrom-Wandler 358 und eine Batterieladegerät-Steuerung 360 verwendet werden. Die Basisenergiekarte 206 kommuniziert über einen seriellen Single-Ended-Bus 354, der eine Inter-Integrated Circuit (I2C) aufweist, sowie über eine serielle Peripherieschnittstelle einschließlich DMA (DSPI) 356 mit der Basisprozessorkarte 204. Die Basisenergiekarte 206 ist über eine Ein-/Ausgabe-Erweiterungsfunktion (I/O-Erweiterungsfunktion) 364, die in der Basisenergiekarte 206 implementiert ist, mit einem Neigungssensor und einem Funkidentifikations-Modul (Funk-ID-Modul) 208 verbunden.
  • Obwohl sie als getrennte Komponenten dargestellt sind, können alle oder eine Untergruppe der Komponenten bei anderen Ausgestaltungen physisch an verschiedenen Stellen angeordnet sein und/oder die Funktionen auf andere Art als bei der in 3 dargestellten kombiniert sein. Beispielsweise sind die Basisprozessorkarte 204 und die Benutzerschnittstellenkarte 202 bei einer Ausgestaltung in einer physischen Karte kombiniert.
  • 4 veranschaulicht einen Verfahrensablauf für die Bereitstellung eines Gelenkarm-KMG 100 mit einer eigenständigen Betriebsumgebung gemäß einer Ausgestaltung. Die eigenständige Betriebsumgebung nutzt bei einer Ausgestaltung ein im Handel erhältliches Betriebssystem wie beispielsweise Windows CE, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Das in 4 dargestellte Verfahren wird durch das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 (hierin auch als „elektronische Schaltung” bezeichnet) durchgeführt. In Schritt 402 wird das Gelenkarm-KMG 100 eingeschaltet und über den LCD-Bildschirm 338 dem Bediener ein Benutzerschnittstellenbildschirm wie beispielsweise der in 5 dargestellte präsentiert. In Schritt 404 führen Benutzerschnittstellenbildschirme wie beispielsweise die in 6–7 dargestellten den Benutzer schrittweise durch ein Datenerfassungsverfahren. In Schritt 406 werden Positionsdaten an der Basisprozessorkarte 204 des Gelenkarm-KMG 100 berechnet, und in Schritt 408 werden die Positionsdaten an einer Benutzerschnittstellenanwendung und/oder einer Anwendungsprogrammierschnittstelle ausgegeben. Falls die Positionsdaten an die Benutzerschnittstellenanwendung ausgegeben werden, werden dann Benutzerschnittstellenbildschirme wie die in 8–9 dargestellten angezeigt. Die Anwendungsprogrammierschnittstelle kommuniziert bei einer Ausgestaltung mit einer oder mehreren Anwendungen, die auf dem Gelenkarm-KMG (z. B. auf dem Anzeigeprozessor 328, auf dem Coldfire-Prozessor 302) ausgeführt werden, um eine oder mehrere der hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Bei einer Ausgestaltung ist die Anwendungsprogrammierschnittstelle auch mit einer oder mehreren Anwendungen verbunden, die außerhalb des Gelenkarm-KMG ausgeführt werden (z. B. CAD/CAM-Software, Messsoftware). Die Benutzerschnittstellenanwendung ist eine spezialisierte Anwendung, die sich mit einem Benutzerschnittstellengerät wie beispielsweise dem LCD-Farbbildschirm 338 verbindet, um mit dem Bediener zu kommunizieren.
  • 5 ist ein Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500, der einem Bediener dargestellt wird, wenn das Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung eingeschaltet wird. Der in 5 abgebildete Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 wird bei einer Ausgestaltung auf dem LCD-Bildschirm 338 auf der Benutzerschnittstellenkarte 202 angezeigt. Bei einer Ausgestaltung umfasst die Benutzerschnittstellenkarte 202 residente Benutzerschnittstellenanwendungen (z. B. im Speicher 332 gespeichert), die von dem Anzeigeprozessor 328 ausgeführt werden, um eine grafische Benutzeroberfläche (GUI; graphical user interface) mit auswählbaren Menüoptionen bereitzustellen, die den verfügbaren Funktionen entsprechen, die durch das Gelenkarm-KMG 100 implementiert sind. Die grafische Benutzeroberfläche kann als ein Satz von Menüoptionen wie beispielsweise den in 5 dargestellten implementiert werden. In 5 stellt ein auf dem LCD-Bildschirm 338 angezeigter Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 verschiedene Menüoptionen dar, beispielsweise „Teil einrichten” (z. B. zum Festlegen von Teileelementen wie Ebenen, Linien, Kreisen und Zylindern), „Messen” (z. B. zum Festlegen von Merkmalen, Längen, Winkeln und Positionen), „Dateien” (z. B. zum Definieren neuer Teile, Laden von Makros und Übertragen von Daten), „Einstellungen” (z. B. zum Festlegen von Anwendungen, Netzwerkverbindungen, Anzeigeeigenschaften, akustischen Elementen, Energieparametern und Sprachen) und „Diagnose” (z. B. zur Durchführung von Diagnosen wie den unten in 13 dargestellten). Bei einer Ausgestaltung trifft ein Bediener eine Auswahl (z. B. durch Berühren des Bildschirms auf dem LCD-Bildschirm 338), um eine Maßnahme zu starten. Der Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 umfasst mehrere Symbole: eine Sondenspitze unten, die, wenn sie ausgewählt wird, Kompensationsbildschirme lädt, die zur Ermittlung einer Position der Sonde verwendet werden; eine Batterie oben rechts, die anzeigt, wie viel Batterie-Energie noch übrigbleibt, was für den Bediener hilfreich ist, wenn das Gelenkarm-KMG 100 von der Batterie mit Energie versorgt wird; und ein Netzwerksymbol („WiFi”), das die momentanen Netzwerkverbindungen anzeigt. Die in 5 dargestellten Symbole sind bezüglich ihrer Beschaffenheit beispielhaft, weil andere Symbole zum Anzeigen des Zustands und/oder zum Starten schneller Wege zu Funktionen durch andere Ausgestaltungen implementiert werden können.
  • 6 ist ein Teileeinrichtungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 600, der einem Bediener angezeigt wird, wenn er „Teile einrichten” in dem in 5 dargestellten Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 auswählt. Der Teileeinrichtungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 600 wird bei einer Ausgestaltung vom Bediener dazu benutzt, einen Typ einer Teilemessung auszuwählen, die während der Datenerfassung durchzuführen ist. Der Teileeinrichtungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 600 hat ein wie ein Haus geformtes Symbol, das dazu benutzt wird, den Bediener zum Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 zurückzubringen, sowie ein wie ein Pfeil geformtes Symbol, um den Bediener zu einem vorherigen Benutzerschnittstellenbildschirm zurückzubringen.
  • 7 ist ein Messungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 700, der einem Bediener für die Durchführung einer Teilemessung gemäß einer Ausgestaltung angezeigt wird. Der Messungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 700 wird angezeigt, wenn der Bediener „Messen” in dem in 5 dargestellten Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 auswählt. Die Optionen des Messungs-Benutzerschnittstellenbildschirms 700 umfassen „Merkmale”, „Längen”, „Winkel”, „Positionsanzeige” und „Merkmale überprüfen”. Zu den Beispielen für Merkmale (die in einem folgenden Bildschirm oder Pop-up-Fenster ausgewählt werden können) zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Kreis, Zylinder, Linie, Ebene, Punkt und Kugel. Bei einer Ausgestaltung führen, sobald ein Merkmal ausgewählt ist, zusätzliche Benutzerschnittstellenbildschirme den Bediener schrittweise durch das Messverfahren zur Erfassung unverarbeiteter Messdaten. Wenn beispielsweise eine Ebene ausgewählt ist, wird auf dem LCD-Bildschirm 338 ein Bild einer Ebene zusammen mit Punkten angezeigt, die angeben, welcher Messpunkt als nächster zu wählen ist. Wie vorher beschrieben wurde, kann die Messvorrichtung durch eine beliebige Anzahl von Vorrichtungen einschließlich einer Berührungssonde implementiert werden, wobei ein Messpunkt durch Andrücken der Berührungssonde an das zu messende Teil genommen wird. Zu den Beispielen für Längen gehören, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Punkt-zu-Punkt, Punkt-zu-Ebene, Ebene-zu-Ebene, Kugel-zu-Kugel und Kreis-zu-Kreis. Zu den Beispielen für Winkel zählen, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Ebene-zu-Ebene, Ebene-zu-Zylinder, Linie-zu-Linie und Scheitelpunkt. Sobald eine Länge oder ein Winkel ausgewählt ist, führen bei einer Ausgestaltung zusätzliche Benutzerschnittstellenbildschirme den Benutzer schrittweise durch das Messverfahren, um unverarbeitete Messdaten (hierin auch als „Positionssignale” bezeichnet) zu erfassen.
  • 8 ist ein Positionsanzeige-Benutzerschnittstellenbildschirm 800, der einem Bediener angezeigt wird, wenn er „Positionsanzeige” aus dem in 7 dargestellten Messungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 700 auswählt. Die Positionsdaten werden mit dem Gelenkarm-KMG 100 auf Basis der unverarbeiteten Messdaten berechnet. Ein Bediener kann über den Positionsanzeige-Benutzerschnittstellenbildschirm 800 Positionsdaten für jeden der ausgewählten Messpunkte ansehen. Weitere Details wie beispielsweise die unverarbeiteten Messdaten (z. B. einschließlich von Winkeln und Temperaturen bei jedem Kodierersystem) können dem Bediener ebenfalls ausgegeben werden.
  • 9 ist ein Merkmalsüberprüfungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 900, der einem Bediener angezeigt wird, wenn er „Merkmale überprüfen” aus dem in 7 dargestellten Messungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 700 auswählt. Ein Bediener kann sich mittels des Merkmalsüberprüfungs-Benutzerschnittstellenbildschirms 900 Positionsdaten gemessener Merkmale ansehen. 9 hat ein Kamerasymbol, das angezeigt wird, wenn eine Kamera (z. B. eine Webkamera) in das Gelenkarm-KMG 100 eingesteckt wird. Die Webkamera kann zur Aufnahme eines Bilds des Teils benutzt werden, das gerade gemessen wird. Das Bild kann gespeichert werden, Messpunkte können über das Bild gelegt werden und das Bild kann angezeigt und dazu benutzt werden, einen Bediener bei der Messung zu unterstützen.
  • 10 ist ein Dateien-Benutzerschnittstellenbildschirm 1000, der einem Bediener angezeigt wird, wenn er Dateien auf dem Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung handhabt. Der Dateien-Benutzerschnittstellenbildschirm 1000 wird auf dem LCD-Bildschirm 338 angezeigt, wenn der Bediener „Dateien” in dem in 5 dargestellten Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 auswählt. Der Dateien-Benutzerschnittstellenbildschirm 1000 wird bei einer Ausgestaltung vom Bediener dazu benutzt, Dateien auf dem Gelenkarm-KMG 100 zu handhaben. Wenn „Neues Teil” ausgewählt wird, wird eine Datei zum Speichern von Messdaten für ein neues Teil geöffnet. Wenn „Dateien übertragen” ausgewählt wird, wird der Bediener aufgefordert, Teile- und/oder Makrodateien zwischen zwei oder mehreren von einem USB-, SD- und einem integrierten Flash-Speicher zu übertragen. Wenn „Makro laden” ausgewählt wird, wird eine Abfolge von Messschritten angezeigt, um einen Bediener durch den Vorgang des Messens eines Teils zu führen. Wenn „Teile laden” ausgewählt wird, werden Messdaten angezeigt, die bereits für ein Teil ermittelt wurden (z. B. zur Überprüfung). Wenn „Makro speichern” ausgewählt wird, wird der Bediener aufgefordert, ein Makro zu speichern, und wenn „Teile speichern” ausgewählt wird, wird der Bediener aufgefordert, Teiledaten zu speichern.
  • 11 ist ein Einstellungen-Benutzerschnittstellenbildschirm 1100, der einem Bediener präsentiert wird, wenn er Einstellungen auf dem Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung handhabt. Der Einstellungen-Benutzerschnittstellenbildschirm 1100 wird auf dem LCD-Bildschirm 338 angezeigt, wenn der Bediener „Einstellungen” in dem in 5 dargestellten Hauptmenü-Benutzerschnittstellenbildschirm 500 auswählt. Ein Bediener kann Anwendungseinstellungen, Verbindungseinstellungen, Anzeigeeinstellungen, akustische Einstellungen, Softwareaktualisierungen und Spracheinstellungen ändern. Bei einer Ausgestaltung können Anwendungseinstellungen durch den Bediener aktualisiert werden. Beispielsweise kann der minimale Punktabstand eingestellt, das Scannen aktiviert/deaktiviert und/oder die aktuelle Uhrzeit eingestellt werden. In ähnlicher Weise können Einstellungen für Netzwerkverbindungen; Anzeigeeinstellungen (Schriftgröße, Farben usw.); akustische Einstellungen (Lautstärke, Klangart usw.); Softwareaktualisierungen; und Spracheinstellungen (Französisch, Englisch usw.) durch den Bediener aktualisiert werden. Die Bereiche von Elementen, die geändert werden können, und die Werte, zu denen sie umgeändert werden können, werden durch die laufende Betriebsumgebung des Gelenkarm-KMG 100 vorgegeben. Die laufende Betriebsumgebung umfasst Soft- und/oder Hardwareschnittstellen für jedes der einstellbaren Elemente. Die Anzeigeschnittstelle definiert beispielsweise die Gesamtheit der aktualisierbaren Anzeigeattribute und umfasst geltende Werte für beliebige Attribute. Ähnliche Schnittstellen sind für Verbindungen, Klang, Softwareaktualisierungen und Sprachelemente vorgesehen. Wenn ein Bediener „Software aktualisieren” auswählt, wird bei einer Ausgestaltung eine Liste angezeigt, die die momentane (bzw. aktuellste) Softwareversion sowie die Version der Software des Gelenkarm-KMG 100 enthält, und kann der Bediener durch ein Verfahren für die Aktualisierung der Software geführt werden. Alternativ dazu kann die Liste alle oder eine Untergruppe der unterstützten Softwareversionen, die zeitlich zwischen der Softwareversion des Gelenkarm-KMG 100 und der verfügbaren aktuellsten Softwareversion liegen, umfassen.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, mit dem überprüft wird, ob angeforderte Aktualisierungen für das Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung autorisiert sind. In Schritt 1202 wird eine von einem Benutzer kommende Anforderung zur Aktualisierung des Softwarecodes des Gelenkarm-KMG 100 empfangen. Die Aktualisierungsanforderung wird bei einer Ausgestaltung aus einem Untermenü des in 11 dargestellten Einstellungen-Benutzerschnittstellenbildschirms 1100 initialisiert. Das Untermenü kann beispielsweise eine Option „Anwendungsoftware aktualisieren” aufweisen, die der Bediener ausgewählt hat. Die Anwendungssoftware umfasst bei einer Ausgestaltung beliebige Logikanweisungen, die von der eigenständigen Betriebsumgebung des Gelenkarm-KMG 100 verwendet werden. Dies umfasst, aber ohne darauf beschränkt zu sein, beliebige Aktualisierungen für die Anwendungssoftware, die Anwendungsprogrammierschnittstelle, die Benutzerschnittstellenanwendung, die Verbindungsschnittstelle, die Anzeigeschnittstelle, die akustische Schnittstelle, die Energieschnittstelle, die Sprachschnittstelle und das Betriebssystem. Beispielsweise kann die Aktualisierung Folgendes umfassen: Erlaubnis für die Anzeigeschnittstelle, eine neue Einstellung zu unterstützen; Erlaubnis für die Sprachschnittstelle, eine neue Sprache zu unterstützen; einen Benutzerschnittstellenbildschirm modifizieren usw. Um eine kontrollierte Umgebung beizubehalten, wird ein Block 1204 durchgeführt, um zu überprüfen, ob der Benutzer (z. B. der Bediener und/oder die Quelle der Aktualisierung) für die Durchführung einer Aktualisierung autorisiert ist. Die Autorisierung wird in einer beliebigen Weise durchgeführt, die in der Technik bekannt ist. Falls der Benutzer über keine Autorisierung verfügt, wird die Anforderung bei Block 1208 verweigert. Falls der Benutzer die Autorisierung besitzt, erfolgt die Aktualisierung des Gelenkarm-KMG 100 bei Block 1206.
  • 13 ist ein Diagnose-Benutzerschnittstellenbildschirm 1300, der einem Bediener gemäß einer Ausgestaltung präsentiert wird, wenn „Diagnose” als Option von 5 ausgewählt wird. 13 zeigt, dass dem Bediener die Option gegeben wird, zu überprüfen, ob diese Montierung stabil genug ist (hierin auch als „Neigungsmesserstabilitätstest” bezeichnet), um einen Einzelpunktgelenktest (SPAT; single point articulation test; unten anhand von 14 und 15 beschrieben) durchzuführen, einen Temperaturstabilitätstest durchzuführen, ein Ereignisprotokoll von Ergebnissen vorheriger Diagnosetests anzusehen, ein Umgebungsprotokoll (z. B. der Umgebungstemperatur, Feuchtigkeit oder anderer Daten, die von dem Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 erfasst wurden) anzusehen und Systeminformationen (z. B. Softwareebenen, Teilenummern und/oder Hilfsinformationen) anzusehen. Daten, die von dem Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 aufgezeichnet wurden, können gelesen und einem Bediener angezeigt werden (z. B. über den LCD-Bildschirm 338). Diese Daten können Langzeit-Ereignisdaten, die durch einen Stoß oder eine Schwingung ausgelöst wurden, und/oder Daten, die erfasst wurden, als das Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 automatisch in vorgegebenen Intervallen für die Aufzeichnung von Daten aller oder einer Untergruppe von Sensoren aufgeweckt wurde, umfassen. Bei einer Ausgestaltung umfasst die Anzeige der Daten eine automatische Interpretation der Daten einschließlich eines Ereignisses (z. B. eines extremen Stoßes), das mit einer Leistungsänderung in Zusammenhang gebracht wird.
  • Wenn der Bediener „Montierung” von 13 auswählt, wird ein Montagestabilitätsdiagnosetest ausgeführt, bei dem beispielsweise ein Eingangssignal von dem Neigungssensor 366 (oder einer anderen integrierten Nivelliervorrichtung) und eine Eingabe eines Bediener ausgeführt werden. Das Gelenkarm-KMG 100 wird bei einer Ausgestaltung mit einer Montagevorrichtung 120 an einer Oberfläche (z. B. einem Tisch, einem Bearbeitungszentrum, einer Wand, einem Fußboden) montiert. Der Bediener bringt in einem Versuch einen Druck auf die Montagevorrichtung 120 auf, um das Gelenkarm-KMG 100 zu bewegen. Bei einer Ausgestaltung zeigt der Neigungssensor (Neigungsmesser) 366 dem Bediener über den LCD-Farbbildschirm 338 oder ein anderes Anzeigegerät eine etwaige Bewegung der Montagevorrichtung 120 an. Bei einer anderen Ausgestaltung guckt der Bediener eine Anzeigevorrichtung auf dem Neigungssensor 366 (z. B. eine Libelle) an, um eine Bewegung festzustellen. Der Bediener bewegt bei einer anderen Ausgestaltung die Armsegmente in einer vorgegebenen Bewegung und beobachtet die als Reaktion darauf erfolgende Veränderung der Messwerte des Neigungssensors 366. Es wird davon ausgegangen, dass die Messwertänderungen des Neigungssensors 366 bei einem korrekt montierten Gelenkarm-KMG 100 klein sind. Der hierin beschriebene Montagestabilitätsdiagnosetest (hierin auch als „Neigungsmesserstabilitätstest” bezeichnet) wird durch eine in der elektronischen Schaltung des Gelenkarm-KMG 100 angeordnete Logik (z. B. Software, Hardware) erleichtert.
  • Bei einer anderen Ausgestaltung wird die Messvorrichtung au dem Gelenkarm-KMG 100 in einer Aufnahme festgehalten, während der Druck an der Montagevorrichtung 120 aufgebracht wird. Die Aufnahme für die Messvorrichtung (z. B. die Sonde) kann bei einer Ausgestaltung an einer Position montiert werden. Die Position der Aufnahme ändert sich nicht, sobald die Aufnahme an einer Position angebracht ist. Ein erster Datenpunkt wird basierend auf Positionssignalen der Positionsmessgeräte berechnet, die vor dem Aufbringen des Drucks empfangen wurden, und ein zweiter Datenpunkt wird basierend auf Postionssignalen berechnet, die nach dem Aufbringen des Drucks empfangen wurden. Wenn die Differenz zwischen den Messwerten des ersten und zweiten Datenpunkts klein genug ist (innerhalb einer programmierbaren Schwellendifferenz), dann wird die Montierung als stabil erachtet. Wenn die Differenz zwischen den Messwerten des ersten und zweiten Datenpunkts außerhalb der programmierbaren Schwellendifferenz liegen, dann wird die Montierung als nicht stabil erachtet. Wenn die Montierung stabil ist, kann der Bediener anschließend die Messung von Datenpunkten mit dem Gelenkarm-KMG 100 fortsetzen. Wenn die Montierung nicht stabil ist, kann die elektronische Schaltung anschließend eine Fehlermeldung ausgeben. Die Fehlermeldung kann beispielsweise auf dem eingebauten Anzeigebildschirm wie z. B. dem LCD-Bildschirm 338 oder durch eine Leuchte auf dem Gelenkarm-KMG 100 angezeigt werden.
  • Wenn der Bediener „Temperatur” von 13 auswählt, wird ein Temperaturstabilitätsdiagnosetest ausgeführt, wobei ein Eingangssignal von Temperatursensoren (z. B. Temperatursensoren 212) verwendet wird, die auf dem Gelenkarm-KMG 100 angeordnet sind. Die in der elektronischen Schaltung des Gelenkarm-KMG 100 angeordnete Logik überwacht bei einer Ausgestaltung die Temperatursensoren und gibt die von den Temperatursensoren angezeigten Temperaturen an ein Anzeigegerät aus, damit der Bediener sie sehen kann. Sobald sich die Temperaturen für einen programmierbaren Zeitraum stabilisiert haben, wird das Gelenkarm-KMG 100 als in stabilem Zustand befindlich erachtet und kann der Bediener die Messung von Datenpunkten mit dem Gelenkarm-KG 100 fortsetzen. Wenn die Temperaturen innerhalb des programmierbaren Zeitraums nicht stabil sind, kann die elektronische Schaltung dann eine Fehlermeldung ausgeben. Die Fehlermeldung kann dem Bediener über eine Leuchte auf dem Gelenkarm-KMG 100 und/oder über das Anzeigegerät auf dem Gelenkarm-KMG 100 angezeigt werden. Der Temperaturstabilitätstest wird bei einer Ausgestaltung automatisch initialisiert, wenn das Gelenkarm-KMG 100 eingeschaltet wird.
  • Das Gelenkarm-KMG 100 wird bei einer Ausgestaltung nicht als stabil erachtet, bis zwei oder mehr Diagnosetests durchgeführt sind und beide einen stabilen Zustand angeben. Bei einer Ausgestaltung gibt es zwei primäre Diagnosetests: Temperaturstabilität (z. B.: ist der Arm aufgewärmt?) und Montagestabilität (z. B.: sind der Arm und die Arbeitsfläche relativ zu dem zu messenden Teil physisch stabil?). Es gibt bei einer Ausgestaltung eine Nivellieranzeige (z. B. eine Libelle, ein Neigungssensor), mit deren Benutzung ermittelt werden kann, ob die Arbeitsfläche waagerecht ist; ob die Arbeitsfläche waagerecht ist, ist jedoch nicht wichtig für die Genauigkeit des Gelenkarm-KMG 100. Bei einer Ausgestaltung werden Armdiagnosetests mittels eines Softwarecodes durchgeführt, der sich die Sensoren und Daten zunutze macht, die das Gelenkarm-KMG 100 zur Verfügung stellt.
  • Der SPAT kann als Diagnose- oder Eichprozedur durchgeführt werden (14). Als Diagnoseprozedur kann der SPAT eine Information „erfüllt”/„nicht erfüllt” bereitstellen, die angibt, ob das Gelenkarm-KMG 100 innerhalb der Spezifikationen des Herstellers arbeitet. Als Eichprozedur kann das Gelenkarm-KMG 100 Details über die Leistung des SPAT zur Verfügung stellen oder es kann als Reaktion auf die SPAT-Ergebnisse einen Parameter ändern.
  • 14 ist ein Eichungs-Benutzerschnittstellenbildschirm 1400, der einem Bediener angezeigt wird, wenn er eine Eichung gemäß einer Ausgestaltung durchführt. In 14 ist ersichtlich, dass dem Bediener die Option gegeben wird, eine Hartsonde, eine LLP und/oder eine Berührungssonde zu eichen. Ferner kann sich der Bediener ein Eichprotokoll vorheriger Eichergebnisse ansehen.
  • Der Bediener kann über den Benutzerschnittstellenbildschirm 1400 von 14 die Durchführung einer Hartsondeneichung auswählen. Eine solche Eichung umfasst das Positionieren der Hartsonde in einer Aufnahme, die den Mittelpunkt der Sondenspitze des Gelenkarm-KMG an einem einzigen räumlichen Punkt fixiert. Der Bediener bewegt die Armsegmente in einem vorgeschriebenen Muster, das durch eine Figur in dem eingebauten Anzeigegerät (z. B. dem LCD-Bildschirm 338) angegeben ist. Während der Bewegung der Sondenspitze kann die Benutzerschnittstelle zu neuen Bewegungsmustern weiterschreiten. Sobald genug Informationen erfasst wurden, zeigt das Benutzerschnittstellenprogramm an, ob die Sondeneichung erfolgreich war; es können auch andere Details angegeben werden. Der Zweck der Hartsondeneichung besteht darin, eine Information über die Position der Sondenspitze relativ zu dem Gelenkarm-KMG 100 zur Verfügung zu stellen, an dem sie befestigt ist.
  • Der Benutzer kann die Eichung einer Laserliniensonde (LLP) auswählen. An einer solchen Eichung können verschiedene Schritte wie beispielsweise das Überstreichen einer flachen Oberfläche mit einem Laserlichtstreifen aus der LLP beteiligt sein. Das Anzeigegerät (z. B. der LCD-Bildschirm 338) kann eine Anleitung bei den durchzuführenden Messungen bereitstellen. Nachdem der Benutzer die angegebenen Maßnahmen durchgeführt hat, kann der Benutzerschnittstellenbildschirm angeben, ob die Eichung erfolgreich war, und er kann außerdem weitere Details wie beispielsweise Fehlerwerte bereitstellen.
  • Der Benutzer kann die Durchführung einer schnellen (bzw. im Feld durchgeführten) Armkompensation auswählen, die in 14 als „Armkompensation” gekennzeichnet ist. Dieser Kompensationstyp wird vom Bediener unter Befolgung von relativ schnellen Prozeduren durchgeführt. Derartige Prozeduren können die Durchführung eines SPAT-Tests, das Messen eines Gegenstands mit bekanntem Abstand oder die Durchführung einer anderen Art von Messung sein. Der Benutzerschnittstellenbildschirm kann dem Bediener eine Anleitung bei der Durchführung der schnellen Kompensationsprozedur bereitstellen. Sobald die Prozedur beendet ist, kann das Anzeigegerät angeben, ob die Prozedur erfolgreich war oder nicht. Es kann um Erlaubnis für die Installation neuer Parameter in dem Gelenkarm-KMG 100 bitten oder es kann automatisch neue Parameter installieren. Das Ziel dieser Prozedur besteht darin, die Genauigkeit des Gelenkarms zu verbessern.
  • In 15 ist ein Eichverfahren dargestellt, das gemäß einer Ausgestaltung durchgeführt wird. Die in 15 dargestellte Testprozedur 1500 beginnt bei Block 1500 mit der Bereitstellung eines Gelenkarm-KMG 100, das einen manuell positionierbaren Gelenkarmabschnitt mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden umfasst, wobei der Armabschnitt mehrere verbundene Armsegmente umfasst und jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung von Positionssignalen umfasst.
  • Bei Block 1520 wird eine am ersten Ende des Gelenkarm-KMG 100 befestigte Messvorrichtung bereitgestellt. Eine solche Messvorrichtung könnte beispielsweise eine Hartsonde, eine Berührungstriggersonde oder eine LLP sein.
  • Bei Block 1530 wird eine elektronische Schaltung (z. B. ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 210) bereitgestellt, die einen Prozessor umfasst. Die elektronische Schaltung ist dafür konfiguriert, die Positionssignale der Positionsmessgeräte zu empfangen und Daten, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen, bereitzustellen. Die elektronische Schaltung hat eine eigenständige Betriebsumgebung für das Gelenkarm-KMG 100, und die eigenständige Betriebsumgebung umfasst eine Benutzerschnittstellenanwendung. Zusätzlich zu der üblichen Funktion der Erfassung von Daten der Positionsmessgeräte und der Umwandlung dieser Daten in dreidimensionale Koordinaten stellt ein Prozessor in der elektronsischen Schaltung auch eine eigenständige Betriebsumgebung (d. h. ein Betriebssystem) zur Verfügung, die ein Benutzerschnittstellenprogramm unterstützt. Das Benutzerschnittstellenprogramm stellt die in 5–14 dargestellten Benutzerschnittstellenbildschirme bereit. Das Benutzerschnittstellenprogramm kann auch andere Funktionen durchführen, die sich auf das eingebaute Anzeigegerät beziehen, und es kann Berechnungen durchführen, die mit den Funktionen zusammenhängen, die durchgeführt werden, wenn der Benutzer ausgewählte Symbole auf den Benutzerschnittstellenbildschirmen anklickt.
  • Bei Block 1540 wird ein Anzeigegerät bereitgestellt, das mit dem Benutzerschnittstellenprogramm kommuniziert. Das Anzeigegerät kann der LCD-Bildschirm 338 sein, der von dem Anzeigeprozessor 328 unterstützt wird. Es ist ein eingebautes Anzeigegerät, das ein integraler Bestandteil des Gelenkam-KMG 100 ist. Da die Betriebsumgebung, die das Benutzerschnittstellenprogramm unterstützt, eigenständig ist, kann das Gelenkarm-KMG 100 ohne Anschluss an einen externen Computer benutzt werden, wodurch die Einrichtung und die Durchführung von Messungen in vielen Fällen vereinfacht werden.
  • Bei Block 1550 werden mehrere Auswahlmöglichkeiten auf dem Anzeigegerät angezeigt, wobei mindestens eine der Auswahlmöglichkeiten darin besteht, eine Diagnose- oder Eichprozedur für das Gelenkarm-KMG 100 durchzuführen. Die Auswahlmöglichkeiten werden normalerweise wie in 5–14 in Form von Symbolen dargestellt.
  • Bei Block 1560 wählt ein Bediener eine der Diagnose- oder Eichprozeduren aus. Nicht jede Auswahl, die auf einem der Benutzerschnittstellenbildschirme von 13 und 14 gezeigt wird, enthält zwangsläufig alle der im Ablaufdiagramm von 15 dargestellten Schritte. Beispielsweise stellt das in 13 mit „Systeminformation” gekennzeichnete Symbol dem Bediener Informationen zur Verfügung, doch der Bediener muss keine Prozedur gemäß einer vorgegebenen Abfolge von Schritten durchführen.
  • Bei Block 1570 wird die Information für die Durchführung der Prozedur auf dem Anzeigegerät angezeigt. Die Information kann in einigen Fällen in Form von Abbildungen – entweder statischen oder dynamischen Abbildungen – dargestellt werden, die die vom Bediener durchzuführenden Maßnahmen anzeigen. In anderen Fällen kann die Information in Form einer Textbeschreibung erfolgen.
  • Bei Block 1580 führt der Bediener die ausgewählte Diagnose- oder Eichprozedur durch. Die Rückmeldung auf dem Anzeigegerät kann in einigen Fällen dem Bediener so präsentiert werden, dass sie angibt, ob die durchzuführenden Maßnahmen die gewünschten sind. Bei der Sondeneichung des Einzelpunktgelenktests kann das Programm beispielsweise die Winkel der Gelenke im Arm überwachen und eine Angabe, ob die richtigen Bewegungen durchgeführt werden, bereitstellen. Eine andere Rückmeldung wie beispielsweise eine akustische Rückmeldung (Piepstöne, gesprochene Mitteilungen und dergleichen) kann zur Ergänzung der auf dem Anzeigegerät zur Verfügung gestellten Rückmeldung benutzt werden.
  • Bei Block 1590 werden die Ergebnisse der ausgewählten Diagnose- oder Eichprozedur auf dem Anzeigegerät angezeigt. In einigen Fällen können die Ergebnisse in Form einer Meldung „erfüllt”/„nicht erfüllt” dargestellt werden, die angibt, ob – im Falle einer Diagnoseprozedur – das Gelenkarm-KMG 100 den Erwartungen entsprechend arbeitet oder ob – im Falle einer Kompensationsprozedur – die neuen Kompensationsparameter erfolgreich gefunden und installiert wurden. In anderen Fällen können die Ergebnisse eine detailliertere Information wie beispielsweise die beobachteten Fehler umfassen. Sie kann auch eine Anfrage umfassen, bei der der Bediener zum Beispiel gefragt wird, ob berechnete Parameter installiert werden sollten.
  • Zu den Vorteilen der Durchführung der Diagnose und/oder Eichung nur auf dem Gelenkarm-KMG 100 ohne Inanspruchnahme eines Personalcomputers (PC) für die Berechnung von Koordinatendaten (z. B. x-, y-, z-Daten) aus Positionssignalen zählen: in einem Arbeitsbereich muss keine zusätzliche Ausrüstung getragen oder angeordnet werden; es ist keine drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle zu einem PC erforderlich; es muss kein PC gekauft werden und kein PC wird beschädigt oder geht verloren; und es gibt keine Probleme mit der Hard- und Softwarekompatibilität, weil das Softwaresystem mit der Hardware integriert ist. Zu den weiteren Vorteilen gehören: die Fähigkeit zur Durchführung schneller Messungen in der Mitte einer langen Messreihe auf einem PC ohne Unterbrechung des Arbeitsflusses oder Datenverlust (die Systeme arbeiten unabhängig voneinander); ein Mittel zur schnellen Bestätigung von Messungen, die mit PC-basierter Software durchgeführt wurden; eine schnellere, einfachere Benutzerschnittstelle (UI; user interface) für schnelle Messungen, die auf einem PC-basierten System nicht möglich sind; und der Zugriff auf Armsensordaten durch eine direkte Hardwareschnittstelle, was mit einem PC nicht möglich ist. Weitere Vorteile umfassen die Steuerung von drahtlosen Schnittstellenoptionen durch eine direkte Hardwareschnittstelle, was über drahtlose entfernte Geräte nicht möglich ist (d. h., dass ein PC nicht WiFi-Einstellungen des Arms ändern kann, während er über WiFi kommuniziert).
  • Die hierin dargestellten und beschriebenen Benutzerschnittstellenbildschirme sind Beispiele für obere Ebenen darstellende Bildschirme, die bei einer beispielhaften Ausgestaltung benutzt werden. Es können andere Bildschirme (z. B. anderer Inhalt, zusätzlicher Inhalt, in anderer Reihenfolge dargestellt) einschließlich Unterbildschirmen durch beispielhafte Ausgestaltungen implementiert werden. Ferner sollen die Begriffe „Bildschirm” und „Unterbildschirm” ein beliebiges Verfahren zur Bereitstellung der Daten umfassen, also beispielsweise, aber ohne darauf beschränkt zu sein, Pop-up-Menüs und Auswahllisten.
  • Zu den technischen Auswirkungen und Vorteilen zählt, dass ein eigenständiges tragbares Gelenkarm-KMG 100 zur Verfügung steht, das keine Verbindung zu einem externen Computer für die Berechnung von Positionsdaten aus unverarbeiteten Messdaten benötigt, die von dem Gelenkarm-KMG 100 erfasst wurden. Außerdem ist kein externer Computer erforderlich, um eine Benutzerschnittstellenanwendung zur Verfügung zu stellen, die dem Bediener die Erteilung von Anweisungen an das Gelenkarm-KMG 100 ermöglicht. Ein Vorteil besteht darin, dass ein einziges Gerät, nämlich das eigenständige tragbare Gelenkarm-KMG 100, alles ist, was für die Erfassung und Mitteilung von Messdaten notwendig ist. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, dass das Gelenkarm-KMG 100 nur ein Betriebssystem bzw. eine Betriebssystemebene (d. h. diejenige, die von der eigenständigen Betriebsumgebung benutzt wird) unterstützen muss. Ferner ist die Fehlerbehebung leichter, weil die gesamte Umgebung bekannt ist und keine Änderung des Betriebs wegen unterschiedlicher Betriebsumgebungen (z. B. verschiedene Betriebssysteme, verschiedene Software usw., die auf den externen Computern installiert sind) auftritt.
  • Es versteht sich für den Fachmann, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt ausgebildet werden können. Die Aspekte der vorliegenden Erfindung können demgemäß die Form einer ganz aus Hardware bestehenden Ausgestaltung, einer ganz aus Software bestehenden Ausgestaltung (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausgestaltung aufweisen kann, welche die hierin allgemein als „Schaltung”, „Modul” oder „System” bezeichneten Software- und Hardware-Aspekte kombiniert. Darüber hinaus können die Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts aufweisen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien ausgebildet ist, auf denen ein computerlesbarer Programmcode ausgebildet ist.
  • Es kann eine beliebige Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Medien benutzt werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann beispielsweise ein(e) elektronische(s), magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s), Infrarot- oder Halbleiter-System, Vorrichtung oder Gerät oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden sein, aber ohne darauf beschränkt zu sein. Zu den spezifischeren Beispielen (keine erschöpfende Auflistung) für das computerlesbare Medium würde Folgendes zählen: ein elektrischer Anschluss mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nurlesespeicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine Lichtleitfaser, ein tragbarer CD-Nurlesespeicher (CD-ROM), ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden. Im Rahmen dieser Druckschrift kann ein computerlesbares Speichermedium ein beliebiges physisch vorhandenes Medium sein, das ein Programm enthalten oder speichern kann, damit es von oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder einem Gerät verwendbar ist, welches bzw. welche Anweisungen ausführt.
  • Ein computerlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit einem darin ausgebildeten computerlesbaren Programmcode sein, beispielsweise im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches sich ausbreitendes Signal kann irgendeine von unterschiedlichen Formen annehmen, die elektromagnetische, optische oder eine beliebige geeignete Kombination davon umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein beliebiges computerlesbares Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm kommunizieren, ausbreiten oder transportieren kann, damit es von oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder einem Gerät verwendbar ist, welches bzw. welche Anweisungen ausführt.
  • Der auf einem computerlesbaren Medium ausgebildete Programmcode kann mit irgendeinem geeigneten Medium übertragen werden, das ein drahtloses Medium, eine Drahtleitung, ein Lichtleitfaserkabel, eine Funkfrequenz usw. oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden umfasst, aber ohne darauf beschränkt zu sein.
  • Der Computerprogrammcode zur Durchführung der Vorgänge für die Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, zu denen eine objektorientierte Programmiersprache wie beispielsweise Java, Smalltalk, C++, C# oder dergleichen und herkömmliche Verfahrensprogrammiersprachen wie beispielsweise die Programmiersprache „C” oder ähnliche Programmiersprachen gehören. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als unabhängiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem Ferncomputer oder vollständig auf dem Ferncomputer oder -server ausgeführt werden. Im letzteren Szenarium kann der Ferncomputer durch irgendeinen Netzwerktyp einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzes (WAN) mit dem Computer des Benutzers verbunden sein oder kann die Verbindung zu einem externen Computer erfolgen (beispielsweise über das Internet durch einen Internet-Dienstanbieter).
  • Die Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausgestaltungen der Erfindungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagramme und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockdiagrammen durch Computerprogramm-Anweisungen implementierbar sind.
  • Diese Computerprogramm-Anweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Bildung eines Geräts derart bereitgestellt werden, dass die Anweisungen, welche über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der Funktionen/Vorgänge erzeugen, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockdiagramms vorgegeben sind. Diese Computerprogramm-Anweisungen können auch auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Geräte derart für eine bestimmte Funktionsweise steuern kann, dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel einschließlich Anweisungen erzeugen, welche die Funktion bzw. den Vorgang implementieren, die bzw. der in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockdiagramms vorgegeben ist.
  • Die Computerprogramm-Anweisungen können ferner derart auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Geräte geladen werden, dass sie eine Reihe von Arbeitsschritten bewirken, die auf einem Computer, einer anderen programmierbaren Vorrichtung oder anderen Geräten so durchzuführen sind, dass sie ein computerimplementiertes Verfahren derart erzeugen, dass die Anweisungen, welche auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Verfahren zur Implementierung der Funktionen/Vorgänge bereitstellen, die in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockdiagramms vorgegeben sind.
  • Die Ablauf- und Blockdiagramme in den Figuren zeigen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablauf- oder Blockdiagrammen ein Modul, ein Segment oder einen Teil eines Codes repräsentieren, welcher eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der vorgegebenen logischen Funktion(en) umfasst. Es ist ferner anzumerken, dass die in dem Block angegebenen Funktionen bei einigen alternativen Implementierungen in einer anderen als der in den Figuren angegebenen Reihenfolge erfolgen können. Beispielsweise können zwei hintereinander dargestellte Blöcke eigentlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können die Blöcke je nach der betreffenden Funktionalität manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist ebenfalls anzumerken, dass jeder Block der Blockdiagramme und/oder der Ablaufdiagramm-Darstellung und Kombinationen von Blöcken in den Blockdiagrammen und/oder der Ablaufdiagramm-Darstellung durch spezielle Systeme auf Hardware-Basis implementierbar sind, die die vorgegebenen Funktionen oder Vorgänge sowie Kombinationen von speziellen Hardware- und Computeranweisungen durchführen.
  • Obwohl die Erfindung anhand von Beispielausgestaltungen beschrieben wurde, versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente an Stelle von Merkmalen davon eingesetzt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Ferner können zahlreiche Modifikationen erfolgen, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzbereich abzuweichen. Es ist demzufolge beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausgestaltung beschränkt ist, die als die zur Durchführung dieser Erfindung beste Ausführungsform erachtete offenbart wurde, sondern dass die Erfindung alle Ausgestaltungen umfasst, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche liegen. Ferner bedeutet die Verwendung der Begriffe „erster”, „zweiter” usw. nicht irgendeine Reihenfolge oder Bedeutsamkeit, sondern werden die Begriffe „erster”, „zweiter” usw. vielmehr zur Unterscheidung eines Merkmals von einem anderen verwendet. Darüber hinaus bedeutet die Verwendung der Begriffe „ein”, „eine” usw. nicht eine Beschränkung der Menge, sondern vielmehr das Vorhandensein von mindestens einem des Gegenstands, auf den Bezug genommen wird.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- (1300) oder Eichprozedur (1400) an einem Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) (100), wobei das Verfahren (1500) Folgendes umfasst: Bereitstellen des Gelenkarm-KMG (1510), wobei das Gelenkarm-KMG einen manuell positionierbaren Gelenkarmabschnitt (104) mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden aufweist, wobei der Armabschnitt mehrere verbundene Armsegmente (106, 108) umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät (234) zur Erzeugung von Positionssignalen umfasst; Bereitstellen einer am ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigten Messvorrichtung (230, 242, 1520); Bereitstellen einer elektronischen Schaltung (1530) in dem Gelenkarm-KMG, wobei die elektronische Schaltung (210) einen Prozessor (204) umfasst, wobei die elektronische Schaltung dafür konfiguriert ist, die Positionssignale der Positionsmessgeräte zu empfangen und Daten, die einer Position der Messvorrichtung entsprechen, bereitzustellen, wobei die elektronische Schaltung eine eigenständige Betriebsumgebung für das Gelenkarm-KMG aufweist, wobei die eigenständige Betriebsumgebung eine Benutzerschnittstellenanwendung umfasst; Bereitstellen eines am Gelenkarm-KMG befestigten Anzeigegeräts (1540), wobei das Anzeigegerät (338) und die elektronische Schaltung ein integraler Bestandteil des Gelenkarm-KMG sind, wobei das Anzeigegerät mit der Benutzerschnittstellenanwendung kommuniziert; Anzeigen mehrerer Auswahlmöglichkeiten auf dem Anzeigegerät (1550), wobei mindestens eine der Auswahlmöglichkeiten (500, 600, 700, 1000, 1100, 1300, 1400) darin besteht, eine Diagnose- oder Eichprozedur für das Gelenkarm-KMG durchzuführen; Auswählen einer der Diagnose- oder Eichprozeduren (1560), die auf eine Eingabe eines Bedieners reagiert; Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur (1570); Durchführen der ausgewählten Diagnose- oder Eichprozedur als Reaktion auf die Eingabe des Bedieners (1580); und Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, von Ergebnissen der ausgewählten Diagnose- oder Eichprozedur (1590).
  2. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 1, wobei die Eingabe des Bedieners (1560) eine Eingabe an einem Berührungsbildschirm des Anzeigegeräts (124, 338) umfasst.
  3. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 1, wobei das Anzeigen mehrerer Auswahlmöglichkeiten auf dem Anzeigegerät mindestens eine Auswahlmöglichkeit unter einer Montagestabilitätsdiagnoseprozedur, einer Diagnoseprozedur für einen Einzelpunktgelenktest (SPAT), einer Hartsondeneichprozedur, einer Laserliniensondeneichprozedur (LLP-Eichprozedur), einer Berührungssondeneichprozedur, einer SPAT-Eichprozedur und einer schnellen Armkompensationsprozedur (1300, 1400) umfasst.
  4. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur das Auswählen der Montagestabilitätsdiagnoseprozedur (1300) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur eine Angabe, dass eine Kraft in einer vorgeschriebenen Weise an einem vorgeschriebenen Abschnitt des Gelenkarm-KMG aufzubringen ist, oder eine Angabe, dass Armsegmente in einer vorgeschriebenen Weise zu bewegen sind, umfasst; und das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Angeben, ob das Gelenkarm-Koordinatenmessgerät als stabil oder instabil erachtet wird, umfasst.
  5. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur das Auswählen der Montagestabilitätsdiagnoseprozedur (1300) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur eine Angabe, dass die Sondenspitze in einer Aufnahme zu positionieren ist und die Kraft in einer vorgeschriebenen Weise an einem vorgeschriebenen Abschnitt des Gelenkarm-KMG aufzubringen ist, umfasst; und das Anzeigen von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Angeben, ob das Gelenkarm-Koordinatenmessgerät als stabil oder instabil erachtet wird, umfasst.
  6. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur das Auswählen der SPAT-Diagnoseprozedur oder der SPAT-Eichprozedur (1300) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur das Angeben, ob die Armsegmente um mehr als einen vorgegebenen Betrag bewegt wurden, umfasst; und das Anzeigen von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Anzeigen eines Fehlerwerts oder das Anzeigen, ob sich das Gelenkarm-KMG inner- oder außerhalb einer Spezifikation befindet, umfasst.
  7. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur das Auswählen der Hartsondeneichprozedur (1400) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur das Anzeigen einer Figur, die eine von dem Bediener durchzuführende Bewegung zeigt, und das Bereitstellen einer Antwort zum Angeben, wann die gewünschte Bewegung durchgeführt wurde, umfasst; und das Anzeigen von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Angeben eines Fehlerwerts oder das Angeben, ob die Hartsondeneichprozedur erfolgreich war, umfasst.
  8. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur das Auswählen der Laserliniensondeneichprozedur (1400) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur das Anzeigen einer Figur, die zeigt, wie die Laserliniensonde über ein Ziel zu bewegen ist, und das Bereitstellen einer Antwort zum Angeben, wann die gewünschte Bewegung durchgeführt wurde, umfasst; und das Anzeigen von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Angeben eines Fehlerwerts oder das Angeben, ob die Laserliniensondeneichprozedur erfolgreich war, umfasst.
  9. Verfahren zur Durchführung einer Diagnose- oder Eichprozedur nach Anspruch 3, wobei: das Auswählen einer von der Diagnose- oder Eichprozedur durch einen Bediener das Auswählen der schnellen Armkompensationsprozedur (1400) umfasst; das Anzeigen, auf dem Anzeigegerät, einer Information zur Durchführung der Prozedur eine Information über die durchzuführende Bewegung umfasst; und das Anzeigen von Ergebnissen der Diagnose- oder Eichprozedur das Angeben eines Fehlerwerts oder das Angeben, dass die Ergebnisse der schnellen Armkompensation zur Änderung mindestens eines Kompensationsparameters des Gelenkarm-KMG verwendet wurden, umfasst.
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