DE19730471A1 - Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number
DE19730471A1
DE19730471A1 DE1997130471 DE19730471A DE19730471A1 DE 19730471 A1 DE19730471 A1 DE 19730471A1 DE 1997130471 DE1997130471 DE 1997130471 DE 19730471 A DE19730471 A DE 19730471A DE 19730471 A1 DE19730471 A1 DE 19730471A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contour
probe
measured
scanning
scan
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE1997130471
Other languages
English (en)
Other versions
DE19730471C5 (de
DE19730471B4 (de
Inventor
Rene Dr Theska
Hans-Juergen Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hexagon Metrology GmbH
Original Assignee
Leitz Brown and Sharpe Messtechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7835885&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE19730471(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Leitz Brown and Sharpe Messtechnik GmbH filed Critical Leitz Brown and Sharpe Messtechnik GmbH
Priority to DE1997130471 priority Critical patent/DE19730471C5/de
Publication of DE19730471A1 publication Critical patent/DE19730471A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19730471B4 publication Critical patent/DE19730471B4/de
Publication of DE19730471C5 publication Critical patent/DE19730471C5/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/42—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine
    • G05B19/4202—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model
    • G05B19/4207—Recording and playback systems, i.e. in which the programme is recorded from a cycle of operations, e.g. the cycle of operations being manually controlled, after which this record is played back on the same machine preparation of the programme medium using a drawing, a model in which a model is traced or scanned and corresponding data recorded
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • G05B19/39—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37062—Regulated scanning, the head deflection is controlled by a regulation circuit
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37063—Controlled scanning, the head is moved along a given path

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät sowie eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.
Bei Koordinatenmeßgeräten werden im wesentlichen zwei Betriebsarten unterschieden:
Die Einzelpunktantastung, wobei der Taststift an einem Punkt in Kontakt mit der Werkstückoberfläche gebracht wird, um einen Meßpunkt aufzunehmen und das Scannen, wobei der Taststift im kontinuierlichen Kontakt mit der Werkstück­ oberfläche geführt wird und dabei im Maschinentakt Meß­ punkte aufnimmt.
Beim Scannen sind zwei unterschiedliche Verfahren be­ kannt:
Beim "geregelten" Scannen wird die Auslenkung des Tastkopfes in einem Regelkreis auf einen Sollwert geregelt. Zur Steuerung wird lediglich eine Fläche vorgegeben, die die Werkstückoberfläche schneidet und in der die Tastkugel geführt wird. Dieses Verfahren ist universell einsetzbar, aber schwingungsanfällig, da hierbei über das gesamte Koor­ dinatenmeßgerät ein Regelkreis geschlossen werden muß, in den aus der gescannten Kontur beliebige Frequenzen einge­ koppelt werden. Die erreichbare Geschwindigkeit ist bei ge­ gebener Genauigkeit daher durch die Dynamik des Gesamt­ systems begrenzt.
Beim "gesteuerten" Scannen wird andererseits der Tastkopf entlang einer durch Soll-Daten vorgegebenen Bahn geführt und die Abweichung der Ist- von der Sollkontur ge­ messen. Dieses Verfahren ist regelungstechnisch einfacher zu beherrschen und erlaubt in der Regel größere Geschwin­ digkeiten als das geregelte Scannen, jedoch müssen vorher die Sollkontur und die Lage des Werkstückes bekannt sein. In beschränktem Maße können Abweichungen der Form oder Lage durch Anpassung der vorgegebenen Soll-Daten kompensiert werden, beispielsweise durch Aufschalten einer veränder­ lichen Größe, die die ursprüngliche Soll-Scanlinie verän­ dert, wie in der DE 197 01 693.6-52 beschrieben.
Beide bekannten Verfahren unterliegen somit verfah­ renseigenen Beschränkungen im praktischen Einsatz.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, ein Scanverfahren anzugeben, das diese Nach­ teile nicht aufweist, das heißt, das einerseits nicht, die das gesteuerte Scannen, die Vorgabe einer Sollkontur ertor­ dert, andererseits aber eine höhere Stabilität besitzt und damit höhere Scangeschwindigkeiten erlaubt als das gere­ gelte Scannen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches i sowie die Merkmale des Anspruches 22 gelöst.
Dadurch, daß beide Scanverfahren abwechselnd möglich sind, und daß je nach Bedarf automatisch und ruckfrei zwi­ schen beiden Scanverfahren umgeschaltet werden kann, werden die Vorteile der beiden Verfahren in einem Verfahren ver­ eint.
Erfindungsgemäß findet zwischen den beiden Scanarten ein ruckfreier Übergang statt. Der ruckfreie Übergang von geregeltem zu gesteuertem Scannen kann durch Zwischen­ schaltung einer Übergangsphase erreicht werden, innerhalb derer der Tastkopf auf die Tastkopf-Soll-Bahn geführt wird.
In einem Scanlauf werden die folgenden Schritte in der angegebenen oder in einer anderen Reihenfolge durchgeführt:
  • a) Es wird ein festgelegter Startpunkt angefahren;
  • b) es wird in einer festgelegten Richtung mit einer vorge­ gebenen Steuerfläche geregelt gescannt;
  • c) es werden aus den Ist-Daten der bereits gemessenen Kon­ tur durch Extrapolation Soll-Daten für die zu messende Kontur berechnet;
  • d) es ist eine Übergangsphase zwischen dem geregelten und dem gesteuerten Scannen vorgesehen;
  • e) es wird gesteuert gescannt, indem der Tastkopf entlang einer Soll-Bahn, die aus den Soll-Daten für die Kontur berechnet wird, geführt wird;
  • f) die Ist-Daten der Kontur werden überwacht;
  • g) die Soll-Daten für die zu messende Kontur werden, falls notwendig, angepaßt;
  • h) der Scanlauf wird nach Vorliegen eines Abbruchkriteriums abgebrochen oder mit einem anderen Schritt fortgesetzt.
Im folgenden wird die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einem 3D-Koordinatenmeßgerät mit einer gege­ benen Grundgenauigkeit und einer gegebenen Dynamik im An­ triebs- und im Scanregelkreis beschrieben. Ausgegangen wird dabei von einem Meßobjekt mit einer nicht genauer bekannten Kontur, die mit einer gegebenen Genauigkeit möglichst rasch vermessen werden soll. Der Bediener wird sich daher für die Betriebsart "Scannen" entscheiden, wobei die abzufahrende Konturlinie gegeben sei als die Schnittlinie der Werkstück­ oberfläche mit einer Steuerfläche, beispielsweise einer Ebene.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft nun in folgenden Schritten:
1. Start
Erfindungsgemäß braucht der Bediener keine weiteren Vorgaben zu machen als den Anfangspunkt, die Steu­ erfläche und die Startrichtung des Scans innerhalb der Steuerfläche. Die Tastkugel wird manuell oder automatisch am Startpunkt auf die Werkstückober­ fläche aufgesetzt, und die Tasterauslenkung wird automatisch in die Nähe des Sollwertes, dies ist in der Regel die Mitte des Meßbereiches des Tastkop­ fes, eingestellt.
2. Vorbeschleunigungsphase
Das Koordinatenmeßgerät beginnt dann in der vorge­ gebenen Richtung die Werkstückkontur abzutahren. Dabei werden die Antriebe so geregelt, daß die Aus­ lenkung des Tastkopfes stets innerhalb des Meßbe­ reiches bleibt, das heißt, die Betriebsart ist das geregelte Scannen. Die Scangeschwindigkeit wird allmählich gesteigert in einem durch die Dynamik des Gesamtsystems vorgegebenen Maße bis zu einer ebenfalls vorgegebenen ersten Grenzgescnwindigkeit v1. Diese Geschwindigkeit v1 ist so bestimmt, daß mit allen gängigen Taststiftkombinationen und unter den in der Praxis vorkommenden Bedingungen geregel­ tes Scannen mit der spezifizierten Genauigkeit mög­ lich ist. Damit ist v1 niedriger als die mit ge­ steuertem Scannen bei derselben Genauigkeitsforde­ rung mögliche Geschwindigkeit und auch in der Regel niedriger als die unter den aktuellen Bedingungen maximal mögliche Geschwindigkeit beim geregelten Scannen.
3. Regelphase
Erfindungsgemäß wird die Scanlinie in der beschrie­ benen Weise nun solange abgefahren, bis ein genü­ gend großes Stück der Werkstückkontur gemessen wor­ den ist, um mit einer vorgegebenen Genauigkeit die Lage, die Richtung und die Krümmung der gescannten Kontur zu bestimmen. Hierfür werden bekannte ver­ fahren, wie etwa die Least-Squares-Methode, verwen­ det. Auch die in der Vorbeschleunigungsphase aufge­ nommenen Meßwerte können zur Bestimmung der genann­ ten Größen benutzt werden. Die vorbestimmte Genau­ igkeit, mit der diese bestimmt werden müssen, hängt dabei von einer Vielzahl von Parametern ab, wie etwa der Dynamik des Gesamtsystems oder dem Meßbe­ reich des Tastkopfes.
4. Übergangsphase
Aus der gemessenen Lage, Richtung und Krümmung der bisher gescannten Kontur wird ein Stück der zu scannenden Kontur als Soll-Scanlinie extrapoliert. Damit ist die Voraussetzung für gesteuertes Scannen erfüllt. Das Koordinatenmeßgerät stellt die Be­ triebsart automatisch auf gesteuertes Scannen um. Dabei sollte auf einen Übergang geachtet werden, der nicht zur Einkoppelung von Schwingungen führt. Dieser Anschluß kann nach dem unten beschriebenen Übergangsverfahren erfolgen. In der Praxis wird je­ doch oft auch eine Filterung der Meßdaten ausrei­ chen, um Übergangseffekte zu vermeiden.
5. Steuerphase
Der Tastkopf des Koordinatenmeßgerätes wird nun entlang der jetzt bekannten Sollkontur geführt, wo­ bei die bekannten Korrekturen, wie etwa Tasterra­ dius-, Auslenkungs-, Fliehkraft- und Biegungskor­ rektur, an der extrapolierten Scanlinie angebracht werden, um die Soll-Bahn des Tastkopfes festzule­ gen. Da gesteuertes Scannen in der Regel eine hö­ here Geschwindigkeit zuläßt als v1, wird zunächst in einer weiteren Beschleunigungsphase die Scange­ schwindigkeit bis zu einer zweiten Grenzgeschwin­ digkeit v2 gesteigert, die dann bis zum Eintreten eines Abbruchkriteriums beibehalten wird. Der Vor­ gang der Berechnung der Sollkontur aus der bekann­ ten Istkontur beziehungsweise aus einem Stück der Istkontur wird, sobald erstmals eine Sollkontur berechnet worden ist, kontinuierlich wiederholt, um die Soll-Bahn des Tastkopfes zu verlängern. Treten Abweichungen zwischen Ist- und Sollkontur auf, so kann nach ebenfalls bekannten Verfahren, zum Bei­ spiel gemäß der DE 197 01 693.6-52, die Sollkontur angepaßt werden, um ein Auswandern des Tasters aus dem Meßbereich des Tastkopfes zu verhindern.
Ein Abbruch oder eine Umschaltung zwischen Regel- und Steuerphase erfolgt, wenn eines der folgenden Abbruch- oder Umschaltkriterien, die kontinuierlich überwacht werden, erfüllt ist:
  • a) Der Anfangspunkt des Scans, gegebenenfalls ein vor­ gegebener Endpunkt oder beispielsweise der Rand des Meßbereichs des Koordinatenmeßgerätes sind er­ reicht. In diesem Fall wird der gesamte Scan been­ det.
  • b) Die Schwingungsamplitude des Systems überschreitet ein vorbestimmtes Maß. Solche Schwingungen müssen sich noch nicht in den Meßwerten äußern, beispiels­ weise bei einer Regelkreisschwingung zwischen Achsen und Tastkopfwerten, können aber auf eine be­ ginnende Instabilität hinweisen. In diesem Fall wird der Scan mit einer niedrigeren Geschwindigkeit fortgesetzt, oder es wird auch schon bei einer niedrigeren Geschwindigkeit als v1 auf gesteuertes Scannen umgeschaltet.
  • c) Es tritt eine Kollision ein, oder die Tastkopfaus­ lenkung über- oder unterschreitet ein vorbestimmtes Maß. In diesem Fall kann der Scan abgebrochen wer­ den oder an einem zurückliegenden Punkt der Scan­ linie wieder mit der Vorbeschleunigungsphase neu angesetzt werden, gegebenenfalls mit veränderten Parametern oder verlängerter Regelphase.
  • d) Die notwendige Anpassung der Sollkontur durch Ab­ weichung zwischen Ist- und Sollkontur überschreitet ein vorbestimmtes Maß. In diesem Fall wird der Scan mit der Geschwindigkeit v1 mit der Regelphase fort­ gesetzt, wobei wiederum auf einen ruckfreien Über­ gang zu achten ist.
Durch Vorgabe einer Vielzahl von Parametern, bei­ pielsweise für die Geschwindigkeit oder das Verfahren der Bahn-Extrapolation, kann das erfindungsgemäße Verfahren an die Eigenschaften des Koordinatenmeßgerätes, gegebenenfalls auch an die jeweilige Meßaufgabe, angepaßt werden. Dement­ sprechend können auch noch weitere Abbruch- oder Umschalt­ kriterien definiert werden.
Falls bekannt, kann durch Vorgabe eines Sollkontur­ stücks der Scanlauf auch mit gesteuertem Scannen beginnen.
Weitere Einzelheiten der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Er­ findung dargestellt, und zwar zeigen:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf mit einem Übergang vom geregelten zum gesteuer­ ten Scannen;
Fig. 2 ein geändertes Ausführungsbeispiel;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
Gemäß Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren mit einem Übergang vom geregelten zum gesteuerten Scannen ge­ zeigt.
Es wird angenommen, daß in vorherigen Scanphasen ein Teil der Istkontur I1 ermittelt worden ist. Hiervon wird aufgrund des Bereiches B1 der Istkontur durch bekannte Auswerteverfahren, zum Beispiel durch Mittelung, Glättung, Filterung, Spline-Einpassung und so weiter, eine gemittelte Istkontur IM ermittelt. Diese gemittelte Istkontur IM wird extrapoliert, ebenfalls mit Hilfe bekannter Verfahren, vorzugsweise durch stetigen und zweimal stetig differen­ zierbaren Anschluß bei konstanter räumlicher Krümmung, um zumindest in einem Bereich B2 eine Sollkontur S2 zu bestim­ men. I1, IM und S2 beschreiben dabei die Koordinaten der Werkstückoberfläche in einem beliebigen, aber festen Koordinatensystem, wobei die üblichen Korrekturen, wie Tastkugelradius-, Geometrie-, Biegungs-, Linearitäts-, Temperatur- oder dynamische Korrekturen, bereits alle oder einige durchgeführt sein können, aber auch nachfolgenden Auswertungsschritten überlassen sein können. Aus S2 wird wiederum unter Rückrechnung der Soll-Auslenkung des Tast­ kopfes und gegebenenfalls der genannten Korrekturen die Soll-Bahn des Tastkopfes T2, zumindest im Bereich B2 be­ rechnet.
Während die für die Extrapolation verwendeten Daten nur bis zum Punkt P1 reichen, wird sich die Tastkugel aktuell bereits im Punkt P2 befinden. In diesem Punkt wird, wenn die vorhergehende Phase die Regelphase war, aufgrund der Regelabweichung zwischen der Istkontur I und der Soll- Kontur S2 im allgemeinen auch eine Regelbewegung des Tastkopfes stattfinden, um die Soll-Auslenkung des Tastkop­ fes wieder einzustellen. Das bedeutet, daß die Tastkopfbahn T nach Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung in P2 nicht der Sollbahn T2 entspricht.
In der Übergangsphase wird daher eine geregelte Bewe­ gung eingeschoben, die den Tastkopf über ein Bahnstück T' auf seine Soll-Bahn T2 führt. Diese Regelung kann analog zum geregelten Scannen aufgebaut sein, nur daß nicht die Abweichung der Ist-Auslenkung des Tastkopfes von der Soll-Aus­ lenkung als Eingangsgröße des Reglers dient, sondern die Abweichung der Ist-Position des Tastkopfes von der Soll-Bahn T2. Wie beim gesteuerten Scannen spielt die Auslenkung des Tastkopfes keine Rolle, kann aber überwacht werden. Ebenso wie bei der eigentlichen Scanregelung kann bei dieser Regelung durch geeignete Parameter dafür gesorgt werden, daß die Schwingungseinkoppelung so gering wie mög­ lich ist. Gegebenenfalls kann durch entsprechendes Ver­ schieben der Soll-Bahn T2 des Tastkopfes für einen stetigen Übergang der Regler-Eingangsgrößen gesorgt werden (nicht dargestellt in Fig. 1). In Punkt P3 ist der Tastkopf genü­ gend nahe an der Soll-Bahn T2, so daß die Steuerphase be­ ginnen kann.
Anstatt durch rechnerische Verfahren im Bereich B1 eine gemittelte Istkontur zu bestimmen, kann auch im Be­ reich B1 der Regelkreis kontinuierlich verändert werden, beispielsweise durch Reduzieren der Regelkreisverstärkung, bis bei P1 der Tastkopf kaum noch auf die Tastkopfauslen­ kung reagiert, so daß nahezu ruckfrei auf die Steuerphase umgeschaltet werden kann (Fig. 2).
Bei geeigneter Form der Regelkreisveränderung folgt der Tastkopf im Bereich B1 immer weniger den hochfrequenten Fluktuationen der Werkstückoberfläche und erzeugt damit automatisch eine Bahn, die stetig und zweimal stetig diffe­ renzierbar in die für die Steuerphase gewünschte Soll-Bahn für den Tastkopf übergeht und aus der durch Extrapolation die ab P1 gültigen Soll-Daten für die Tastkopfbahn berech­ net werden.
Der umgekehrte Übergang vom gesteuerten zum geregelten Scannen wird in der Regel mit dem Vorliegen eines Abbruch­ kriteriums verbunden sein. Je nach Art des Abbruchkriteri­ ums wird dann mit der Vorbeschleunigungsphase aus dem Stillstand oder, nach Abbremsen auf eine Geschwindigkeit nahe v1, direkt mit der Regelphase begonnen. In beiden Fällen ist außer der Bremsphase, die gesteuert erfolgen kann, keine weitere Übergangsphase erforderlich.
Gemäß Fig. 3 sind die Bauteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
Der Tastkopf 1 wird durch Antriebsregler 4 und Antriebe 2 an einen festgelegten Startpunkt oder an einen zurückliegenden Punkt der Scanlinie gefahren.
Anschließend wird in einer festgelegten Richtung mit einer vorgegebenen Steuerfläche geregelt gescannt, wobei ein Meßwerterfassungssystem 3 die gelieferten Meßwerte erfaßt. Die Ist-Daten aus dem Meßwerterfassungssystem 3 werden dem Maschinenrechner 8 zugeführt, der aus den Ist-Daten der bereits gemessenen Kontur durch Extrapolation Soll-Daten für die zu messende Kontur berechnet.
Nach einer Übergangsphase wird gesteuert gescannt, in­ dem der Tastkopf 1 entlang einer Soll-Bahn T2, die aus den Soll-Daten für die Kontur berechnet wird, geführt wird.
Eine Überwachungseinheit 5 überwacht die Ist-Daten der Kontur.
Die Soll-Daten werden für diese zu messende Kontur an­ gepaßt. Diese Aufgabe wird von einem Rechner-Modul 6 übernommen.
Bei Vorliegen eines Abbruchkriteriums, welches von einer Überwachungseinheit 7 überwacht wird, wird der Scanlauf abgebrochen oder unterbrochen und mit einem ande­ ren Schritt wieder aufgenommen.
Die eigentlichen Meßwerte werden an den Auswerte­ rechner 9 weitergegeben. Über diesen erfolgt auch die Vorgabe von Scan-Parametern oder von Soll-Daten für einzelne Bahnstücke.
Bezugszeichenliste
1
Tastkopf
2
Antriebe
3
Meßwerterfassungssystem für die Ist-Daten
4
Antriebsregler
5
Überwachungseinheit für die Ist-Daten
6
Einheit für die Anpassung der Soll-Daten
7
Überwachungseinrichtung für die Abbruchkriterien
8
Maschinenrechner
9
Auswerterechner
I Istkontur
I1
Istkontur im Bereich B1
IM
gemittelte Istkontur
B1
Bereich des geregelten Scannens (Regelphase)
B2
Bereich der Übergangsphase und des gesteuerten Scannens
B3
Bereich mit reduzierter Regelkreisverstärkung
S2
Sollkontur im Bereich B2
T2
Soll-Bahn des Tastkopfes im Bereich B2
T' Bahnstück mit geregelter Bewegung des Tastkopfes
P1
, P2
, P3
Punkte

Claims (23)

1. Verfahren zum Scannen mit einem Tastkopf eines Koordinatenmeßgerätes, dadurch gekennzeichnet, daß wahl­ weise geregeltes oder gesteuertes Scannen in einem Scanlauf möglich ist, und daß das Umschalten zwischen beiden Scanarten automatisch durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein ruckfreier Übergang zwischen beiden Scanarten durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ruckfreie Übergang von geregeltem zu gesteuertem Scannen durch Zwischenschalten einer Übergangsphase er­ folgt, und daß in der Übergangsphase der Tastkopf (1) auf die Tastkopf-Soll-Bahn (T2) geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Übergangsphase eine geregelte Bewegung des Tastkopfes (1) stattfindet.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Scanlauf die folgenden Schritte durchgeführt werden:
  • a) es wird ein festgelegter Startpunkt angefahren;
  • b) es wird in einer festgelegten Richtung mit einer vorge­ gebenen Steuerfläche geregelt gescannt;
  • c) es werden aus den Ist-Daten (I1) der bereits gemessenen Kontur durch Extrapolation Soll-Daten (S2) für die zu messende Kontur berechnet;
  • d) es findet eine Übergangsphase mit einer geregelten Bewe­ gung des Tastkopfes (1) statt;
  • e) es wird gesteuert gescannt, indem der Tastkopf (1) ent­ lang einer Soll-Bahn (T2), die aus den Soll-Daten (S2) für die Kontur berechnet wird, geführt wird;
  • f) die Ist-Daten der Kontur werden überwacht;
  • g) die Soll-Daten für die zu messende Kontur werden, falls notwendig, angepaßt;
  • h) der Scanlauf wird nach Vorliegen eines Abbruchkriteriums abgebrochen oder mit einem anderen Schritt fortgesetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte a) bis h) in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Extrapolation eine rechnerische Mit­ telung, Glättung, Filterung oder Spline-Einpassung der Ist­ kontur (I1) durchgeführt wird, und daß wenigstens Lage, Richtung und Krümmung dieser gemittelten Istkontur (IM) am Übergang verwendet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Extrapolation der Regelkreis für die Tastkopfauslenkung so verstellt wird, daß der Tastkopf (1) in einem begrenzten Bereich (B3) automatisch einer gemit­ telten Bahn folgt.
9. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Extrapolation die Projektion der ex­ trapolierten Soll-Daten in die Steuerfläche verwendet wird, oder daß die Abweichung der Soll-Bahn aus der Steuerfläche heraus in Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung begrenzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auftreten von Schwingungen mit einer vor­ bestimmten Amplitude ein Abbruch- oder Umschaltkriterium ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß das Tastkopfsignal als Indikator für Schwingungen verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die gemessene Istkontur als Indikator für Schwin­ gungen verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß Schwingungssensoren vorgesehen sind.
14. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Auftreten einer bestimmten Tastkopfaus­ lenkung oder einer Kollision als Abbruchkriterium gilt.
15. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach einem Abbruch der Scanlauf an einem Punkt der gemessenen Kontur fortgesetzt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach einem Abbruch der Scanlauf mit veränder­ ten Parametern fortgesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich­ net, daß nach einem Abbruch der Scanlauf mit verringerter Geschwindigkeit fortgesetzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor Beginn des Scanlaufs zumindest für einzelne Stücke der zu messenden Kontur Soll-Daten vorgegeben werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich­ net, daß vor Beginn des Scanlaufs festgelegt wird, welche Stücke der Kontur mit welchem Scanverfahren gemessen werden sollen.
20. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (1) des Koordinatenmeßgerätes ein mechani­ scher Taster ist.
21. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (1) des Koordinatenmeßgerätes ein optischer Taster ist.
22. Koordinatenmeßgerät zur Durchführung des Verfah­ rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Koor­ dinatenmeßgerät einen Tastkopf (1) aufweist, bei dem wahl­ weise
  • - eine Regelung der Auslenkung auf einen Sollwert erfolgt (geregeltes Scannen) oder
  • - bei dem eine Führung entlang einer durch Soll-Daten vor­ gegebenen Bahn (S2) erfolgt, wobei eine Einheit (8) zur Erfassung der Abweichung der Ist- von der Sollkontur vor­ gesehen ist (gesteuertes Scannen)
23. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 22, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Koordinatenmeßgerät eine Steuerung mit folgenden Funktionsbaugruppen enthält:
  • - Rechner (4) für die Berechnung von Soll-Daten (S2) für die zu messende Kontur aus den Ist-Daten (I1) der bereits gemessenen Kontur durch Extrapolation;
  • - Überwachungseinheit (5) für die Ist-Daten der Kontur;
  • - Rechner (6) für die Anpassung der Soll-Daten für die zu messende Kontur;
  • - Überwachungseinheit (7) für die Prüfung des Vorliegens eines Abbruchkriteriums;
  • - Meßwerterfassungseinrichtungen (8).
DE1997130471 1997-07-16 1997-07-16 Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät Expired - Lifetime DE19730471C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997130471 DE19730471C5 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997130471 DE19730471C5 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE19730471A1 true DE19730471A1 (de) 1999-02-11
DE19730471B4 DE19730471B4 (de) 2004-07-22
DE19730471C5 DE19730471C5 (de) 2009-02-19

Family

ID=7835885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1997130471 Expired - Lifetime DE19730471C5 (de) 1997-07-16 1997-07-16 Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19730471C5 (de)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19914862A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-26 Zoller Gmbh & Co Kg E Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen eines Konturverlaufs eines Werkstücks
DE10050795C2 (de) * 1999-12-23 2002-11-07 Klingelnberg Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Scannen auf einem Koordinatenmessgerät
WO2004051179A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Renishaw Plc Workpiece inspection method
US7685726B2 (en) 2005-07-13 2010-03-30 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Method for probing a workpiece using a coordinate measuring machine and coordinate measuring machines
US9726481B2 (en) 2012-04-18 2017-08-08 Renishaw Plc Method of analogue measurement scanning on a machine tool
US9733060B2 (en) 2012-04-18 2017-08-15 Renishaw Plc Method of finding a feature using a machine tool
US10037017B2 (en) 2012-04-18 2018-07-31 Renishaw Plc Method of measurement on a machine tool and corresponding machine tool apparatus

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3523188A1 (de) * 1985-06-28 1987-01-08 Zeiss Carl Fa Steuerung fuer koordinatenmessgeraete
DE4212455A1 (de) * 1992-04-14 1993-10-21 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Messung von Formelementen auf einem Koordinatenmeßgerät
DE19529574A1 (de) * 1995-08-11 1997-02-13 Zeiss Carl Fa Koordinatenmeßgerät mit einer Steuerung, die den Tastkopf des Meßgeräts nach Solldaten verfährt

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9013744D0 (en) * 1990-06-20 1990-08-08 Renishaw Plc Measurement of a workpiece

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3523188A1 (de) * 1985-06-28 1987-01-08 Zeiss Carl Fa Steuerung fuer koordinatenmessgeraete
DE4212455A1 (de) * 1992-04-14 1993-10-21 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Messung von Formelementen auf einem Koordinatenmeßgerät
DE19529574A1 (de) * 1995-08-11 1997-02-13 Zeiss Carl Fa Koordinatenmeßgerät mit einer Steuerung, die den Tastkopf des Meßgeräts nach Solldaten verfährt

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19914862A1 (de) * 1999-04-01 2000-10-26 Zoller Gmbh & Co Kg E Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen eines Konturverlaufs eines Werkstücks
DE19914862B4 (de) * 1999-04-01 2006-11-23 E. Zoller Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Vermessen eines Konturverlaufs eines Werkstücks
DE10050795C2 (de) * 1999-12-23 2002-11-07 Klingelnberg Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Scannen auf einem Koordinatenmessgerät
WO2004051179A1 (en) * 2002-12-05 2004-06-17 Renishaw Plc Workpiece inspection method
US7131207B2 (en) 2002-12-05 2006-11-07 Renishaw Plc Workpiece inspection method
CN100335860C (zh) * 2002-12-05 2007-09-05 瑞尼斯豪公司 工件检测方法
US7685726B2 (en) 2005-07-13 2010-03-30 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Method for probing a workpiece using a coordinate measuring machine and coordinate measuring machines
US9726481B2 (en) 2012-04-18 2017-08-08 Renishaw Plc Method of analogue measurement scanning on a machine tool
US9733060B2 (en) 2012-04-18 2017-08-15 Renishaw Plc Method of finding a feature using a machine tool
US9952028B2 (en) 2012-04-18 2018-04-24 Renishaw Plc Method of finding a feature using a machine tool
US10037017B2 (en) 2012-04-18 2018-07-31 Renishaw Plc Method of measurement on a machine tool and corresponding machine tool apparatus
US10678208B2 (en) 2012-04-18 2020-06-09 Renishaw Plc Method of measurement on a machine tool

Also Published As

Publication number Publication date
DE19730471C5 (de) 2009-02-19
DE19730471B4 (de) 2004-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69309588T2 (de) Verfahren und Gerät zum Abtasten der Oberfläche eines Werkstückes
EP0211202B1 (de) Steuerung für Koordinatenmessgeräte
DE102005003322B3 (de) Verfahren zum Bestimmen einer Raumkoordinate eines Messpunktes an einem Messobjekt sowie entsprechendes Koordinatenmessgerät
DE112013006820B4 (de) Servo-Regelungsvorrichtung
DE60110673T2 (de) Servosteuerung
EP0866390B1 (de) Verfahren zur Steuerung von Koordinatenmessgeräten nach Solldaten
DE102005039094B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Führen eines Maschinenteils entlang einer definierten Bewegungsbahn über einer Werkstücksoberfläche
EP0537641A1 (de) Verfahren zur Messung der effektiven Momentanposition eines von einem Schlitten getragenen Tastelementes bzw. Werkzeugs
WO1998033039A1 (de) Elektrooptisches messgerät zum feststellen der relativlage, die zwei körper oder zwei oberflächenbereiche von körpern im bezug aufeinander einnehmen
DE3702594A1 (de) Verfahren zum schleifen von mindestens zwei nocken einer nockenwelle
DE10149175A1 (de) Verfahren zur Bahnsteuerung
DE102007020265A1 (de) Verschiebungs- und Auslenkungsmessvorrichtung für die Hauptspindel einer Werkzeugmaschine
DE9219028U1 (de) Ausrichtungssystem für eine Gesenkstanze
EP2344286B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur ermittlung einer planheit eines metallbandes
DE69213121T2 (de) Auf die schweissgebietvision gegründetes Verfahren und System zum rechnergestützten Schweissen
DE4121531A1 (de) Bewegungssteuergeraet
EP0587829B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur regelung des verzugs eines streckwerks
DD254749A5 (de) Verfahren zum messen und schleifen des profils eines schienenkopfes und schienenschleifwagen zur durchfuehrung des verfahrens
DE10050795C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Scannen auf einem Koordinatenmessgerät
DE19730471A1 (de) Verfahren zum Scannen mit einem Koordinatenmeßgerät sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
EP1839011B1 (de) Verfahren zum bestimmen einer raumkoordinate eines messpunktes an einem messobjekt sowie entsprechendes koordinatenmessgerät
EP1352698A1 (de) Drahtvorschubvorrichtung für Schweissanlagen mit Einrichtung zum Messen der Drahtgeschwindigkeit
DE10256123B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße, insbesondere des Laufflächenprofils, einer Schiene
EP0613573B1 (de) Verfahren zur überprüfung der arbeitsgenauigkeit einer nc-maschine
DE19632696C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Überlappungsbreite eines Überlappungsstoßes von zwei flach aufeinanderliegenden Werkstücken

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LEITZ MESSTECHNIK GMBH, 35578 WETZLAR, DE

8363 Opposition against the patent
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: HEXAGON METROLOGY GMBH, 35578 WETZLAR, DE

8366 Restricted maintained after opposition proceedings
8392 Publication of changed patent specification
R071 Expiry of right