DE4336863A1 - Verfahren zur Steuerung von Koordinatenmeßgeräten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Koordinatenmeßgeräten mit einer Einrichtung zur Fehlerbehandlung, die im Störungsfalle den automatischen Meßablauf unterbricht und dann in geänderter Form weiterführt. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 36 23 602 beschrieben.

Das bekannte Steuerungsverfahren sieht vor, daß vor dem Start des eigentlichen Meßprogramms auf der für den Tastkopf bzw. die Antastkugel vorgegebenen Bahn liegende Sicherheitspositionen definiert werden in Form von Punkten, zu denen und entlang derer der Taster im Störungsfalle zurückverfahren wird. Diese Sicherheitspositionen bzw. die Koordinaten der betreffenden Punkte müssen bei der Programmierung eines automatischen Meßablaufs in die Steuerdaten aufgenommen bzw. gesetzt werden. Aus diesem Grunde erfordert das Verfahren einen relativ hohen Programmieraufwand bzw. entsprechende Rüstzeiten bei der Erstellung des automatischen Meßablaufs. Außerdem ist es wenig flexibel, da die Sicherheitspositionen bzw. deren Punktkoordinaten für das betreffende Werkstück festgelegt sind.

Oft besteht jedoch der Wunsch, Werkstücke nicht vollständig zu vermessen, sondern lediglich bestimmte Merkmale bzw. Geometrieelemente am Werkstück, entweder weil die anderen Merkmale für die betreffende Meßaufgabe nicht wichtig sind oder Meßzeit eingespart werden soll oder beides. Für ein derartiges merkmalbezogenes Messen, für das nur bestimmte Teile des CNC-Ablaufes selektiv abgearbeitet werden, ist das bekannte Verfahren weniger gut geeignet. Denn im Zuge der merkmalsbezogenen Vermessung generiert ein Steuerungsmodul selbsttätig den Fahrweg zwischen den speziell für die Meßaufgabe anzutastenden Geometrieelementen, wenn auch nach vorgegebenen Kriterien. Fest vorgegebene Sicherheitspositionen am Werkstück sind deshalb mit diesem Steuerungsverfahren schlecht verträglich.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Steuerungsverfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das insbesondere auch auf das flexible, merkmalsbezogene Messen am Werkstück möglichst gut angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Da das erfindungsgemäße Verfahren keine festen Sicherheitspositionen vorsieht, reduziert sich der Programmieraufwand und entsprechend die Rüstzeit für das Messen eines Werkstückes erheblich. Statt dessen sind lediglich mehrere Sicherheitsflächen zu definieren, die das Werkstück einschließen bzw. umgeben. Zu denen wird der Tastkopf bzw. die Tastkugel im Störungsfalle verfahren und innerhalb der Sicherheitsflächen generiert ein Steuerungsmodul selbsttätig den Fahrweg zum nächsten Geometrieelement, das im Rahmen der Meßaufgabe zu vermessen ist. Da dieser Teil des Steuerungsverfahrens für das merkmalsbezogene Messen ohnehin vorgesehen ist, kann es auch im Kollisionsfalle genutzt werden und braucht für diesen Fall nicht separat erzeugt werden. Außerdem ist das neue Verfahren werkstattauglicher, da es wesentlich einfacher zu handhaben ist. Entsprechend ist kein besonders geschultes Personal erforderlich, um Sicherheitspositionen zu programmieren, sondern es können auch normale Meßtechniker ohne Systemmanager-Kenntnisse das neue Steuerungsverfahren aktivieren.

Die vorgegebenen Kriterien, nach denen der Übergang bzw. Wechsel des Tasters von einer Sicherheitsfläche zur nächsten z. B. auf der anderen Seite des Werkstücks erfolgt, beinhalten zweckmäßig Anschlußlinien oder Anschlußpunkte, die entweder beim Erstellen des Steuerungsprogramms eingegeben werden können oder auch selbsttätig generiert werden können. Beispielsweise sind die Anschlußlinien Schnittlinien zweier benachbarter Sicherheitsflächen.

Es ist weiterhin zweckmäßig, zwischen den Sicherheitsflächen und den Antastpunkten an den zu vermessenden Geometrieelementen Zwischenpositionen vorzusehen, die dem betreffenden Geometrieelement zugeordnet sind. Hierüber kann sichergestellt werden, daß die Steuerung den Taster im Kollisionsfalle innerhalb eines Geometrieelements auf einem eindeutig bestimmten kollisionsfreien Wege bis zur betreffenden Sicherheitsfläche zurück oder gegebenenfalls, wenn das nächste zu vermessende Geometrieelement auf der gleichen Seite am Werkstück liegt, bis zur nächsten Zwischenposition an diesem Geometrieelement verfährt. Für letzteres ist vorausgesetzt, daß der Weg zwischen den Zwischenpositionen als kollisionsfrei vordefiniert ist.

Die Sicherheitsflächen sind zweckmäßig Ebenen innerhalb derer sich der Fahrweg von dem betreffenden Steuerungsmodul auf relativ einfache Weise automatisch generieren läßt. Diese Sicherheitsebenen können ebenfalls entweder vom Benutzer selbst definiert werden oder beispielsweise interaktiv über ein entsprechendes Programmodul generiert werden, indem dieses die Sicherheitsebenen entsprechend der Geometrie des zu vermessenden Werkstücks in einen bestimmten Mindestabstand über bzw. vor das Werkstück legt und die Bedienperson diesen Vorschlag anschließend entweder akzeptiert oder die Lage der Sicherheitsebene ändert.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Fig. 1 bis 4 der beigefügten Zeichnungen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild der zur Steuerung eines Koordinatenmeßgerätes nötigen Komponenten;

Fig. 2 ist eine vereinfachte perspektivische Prinzipskizze, in der die Lage der um ein Werkstück gelegten Sicherheitsebenen dargestellt ist;

Fig. 3 stellt beispielhaft den Fahrweg des Tasters in einem durch einen Teil des Werkstücks nach Fig. 1 gelegten Schnitt dar;

Fig. 4 stellt beispielhaft den Fahrweg des Tasters in einem durch ein anderes Werkstück gelegten Schnitt dar;

Fig. 5 ist ein vereinfachtes Flußdiagramm des neuen Steuerungsverfahrens.

Im Blockschaltbild nach Fig. 1 ist mit (1) die Steuerelektronik des Koordinatenmeßgerätes bezeichnet. Kernstück der Steuerelektronik (1) ist das aus Mikroprozessoren bestehende Steuerteil (4), welches über einen Datenbus (20) mit dem vom Benutzer programmierbaren Rechner (5) verbunden ist und von dort die Positions- und Technologiedaten für das durchzuführende Meßprogramm empfängt. Das Steuerteil (4) berechnet aus den vom Rechner empfangenen Daten u. a. die Geschwindigkeitssollwerte V_x, V_y und V_z für die Geschwindigkeitsregelkreise der Antriebe der Maschine in den drei verfahrbaren Meßachsen. Diese Regelkreise bestehen jeweils aus einem Antriebsmotor (8) mit angesetztem Tachogenerator (7) und der den Regelkreis schließenden Leistungselektronik (9). Mit den Motoren (8a-8c) wird der in Fig. 1 mit (10) bezeichnete Tastkopf zu den im Rechner (5) festgelegten Meßpositionen bewegt.

Mit den drei Meßachsen, X, Y und Z zugeordneten Maßstäben (3a-c) wird die Position des Tastkopfs (10) im Maschinenkoodinatensystem gemessen. Dazu sind die zur Ablesung der Maßstäbe dienenden Signalgeber (2a-c) ebenfalls mit dem Steuerteil (4) verbunden und Teil eines separaten Lageregelkreises.

Für die eigentliche Meßwerterfassung beim Antastvorgang ist der Schaltkontakt (17) im Lager des Taststiftes (12) mit dem Steuerteil (4) über die Leitung (18) verbunden. Der Schaltkontakt (17) liefert den Antastimpuls oder eine Koinzidenzkennung, die den Antastimpuls eines empfindlichen Piezosensors im Taststift (12) verifiziert. Das Steuerteil (4) speichert die im Moment des Antastens gemessenen Koordinatenwerte der Maßstäbe (3a-c) und gibt diese Daten als Meßergebnis an den Rechner (5) aus.

Das Steuerteil (4) ist noch über weitere Leitungen mit dem Tastkopf (10) verbunden: Über die Leitung (15) kann der zu einer Taststiftwechseleinrichtung gehörende Elektromagnet (16) vom Steuerteil (4) erregt werden und die Leitung (13) dient zur Ansteuerung einer durch die Feder (14) symbolisierten Einrichtung zur Einstellung der Vorspannung des Taststiftes (12).

In Fig. 2 ist der Meßtisch (21) des Koordinatenmeßgerätes mit dem zu vermessenden Werkstück (22) dargestellt. Über dem Werkstück (22) befindet sich der von dem Antriebsmotoren (8a-c) entlang der drei Koordinatenrichtungen (x, y und z) verfahrbare Tastkopf (10). Für die am Werkstück (22) durchzuführenden Meßaufgaben trägt er einen Sterntaster (25).

Am Rande des Meßbereichs ist an den Meßtisch (21) ein Magazin (23) angebaut, in dem verschiedene Taster bzw. für die betreffenden Meßaufgaben zusammengestellte Tasterkonfigurationen abgelegt werden können. Wird im Rahmen der Meßaufgabe ein anderer Taster benötigt dann, wird der Tastkopf (10) von den Antrieben zu einer der dem Magazin (25) zugeordneten Wechselpositionen W1-WS verfahren, wo durch einen später noch erläuterten Bewegungsablauf der für die nächste Meßaufgabe benötigte Taster eingewechselt wird.

Das nachstehend beschriebene Steuerungsverfahren ist so eingerichtet, daß an dem Werkstück (22) mehrere, merkmalsbezogene Meßaufgaben durchgeführt werden können. Hierbei sieht jede Meßaufgabe das Anfahren eines oder mehrerer für die betreffende Meßaufgabe anzutastender Geometrieelemente vor. Beispielsweise ist bei einer Meßaufgabe die Lage und Ausrichtung der Bohrung (31) zur Fläche (32) zu bestimmen oder in einer anderen Meßaufgabe der Abstand der beiden Bohrungen (33) und (34) zu bestimmen. Diese Meßaufgaben kann der Benutzer interaktiv mit Hilfe einer geeigneten, auf dem Rechner (5) implementierten Software definieren.

Teil dieser Software ist ein Modul, das den Fahrweg zwischen den anzutastenden Geometrieelementen (31-34) im Rahmen der Meßaufgabe nach vorgegebenen Kriterien selbsttätig generiert. Beispielsweise muß dann, wenn der Abstand zwischen den Achsen der Bohrungen (33) und (34) bestimmt werden soll, jede der beiden Bohrungen (33) und (34) an mehreren Punkten über ihren Innenumfang angetastet werden, d. h. der Taster wird erst von einer vorgegebenen Parkposition P am Rande des Meßbereichs zur Bohrung (33) und anschließend zur Bohrung (34) verfahren, wo jedesmal die erforderliche Anzahl von Antastvorgängen stattfindet, und danach fährt er wieder in seine Ausgangsposition zurück.

Das neue Steuerungsverfahren verlangt nun vom Bediener nicht, daß er den Weg zu den einzelnen Geometrieelementen, z. B. den Bohrungen (33) und (34) im einzelnen punktweise vorgibt bzw. programmiert. Vielmehr wird aus den bekannten Geometriedaten des Werkstücktyps und aus den Koordinaten, die die Lage des Werkstücks auf dem Meßtisch (21) beschreiben, der Taster von dem Programmodul entlang einer Bahn bzw. eines Fahrweg bewegt, den das Modul selbsttätig generiert.

Damit sichergestellt ist, daß der automatisch generierte Fahrweg nicht zu Kollisionen mit dem Werkstück oder anderen Gegenständen im Meßbereich des Koordinatenmeßgeräts führt, sind für das Werkstück (22) und den Taster (25) Sicherheitsflächen definiert worden. Diese Sicherheitsflächen sind im beschriebenen Ausführungsbeispiel 5 kastenartig um das Werkstück (22) gelegte ebene Flächen S1-S5, auf denen der Tastkopf frei verfahren werden kann. Die Linien, an denen sich diese Ebenen schneiden sind mit L1-L8 bezeichnet.

Die Abstände (a-e) der Sicherheitsflächen S1-S5 von den entsprechenden Oberflächen des Werkstücks (22) ist so gewählt, daß die Tastkugeln (11, 41) des Tasters (25) ebensowenig wie der Tastkopf (10) selbst beim Verfahren auf den Ebenen (S1-S5) das Werkstück berührt. Die entsprechenden Abstände a, b, c, d, e zum Werkstück können auch vom Programm vorgeschlagen und anschließend vom Benutzer entweder bestätigt oder, weil beispielsweise noch das Hineinragen einer Spannvorrichtung in den Meßbereich berücksichtigt werden muß, durch andere Abstände ersetzt werden. Diese Abstände hängen wie gesagt von der Geometrie des zu vermessenden Werkstücks ab. Sie definieren einen Quaderförmigen Bereich um das Werkstück, in den die Tastkugeln des in den Tastkopf (10) eingewechselten Tasters (25) nur beim Anfahren des zu vermessenden Geometrieelements, nicht jedoch im Zuge der automatisch generierten Fahrwege von einem Geometrieelement zum anderen Geometrieelement eintauchen dürfen. Beim Generieren dieses kastenartigen Hüllquaders aus Sicherheitsflächen orientiert sich das Programm an den am weitesten abstehenden Zwischenpositionen der Geometrieelemente des Werkstücks. Deren Bedeutung wird noch anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.

Den Weg entlang der Sicherheitsflächen S1-S5 generiert das Steuerungsmodul der Meß-Software, wie gesagt selbsttätig nach vorgegebenen Kriterien. Hierbei kann das Kriterium beispielsweise der kürzeste Weg von einer Position P1 auf der Sicherheitsfläche S2 über der Bohrung (31) zu einer Position P3 über der Bohrung (33) auf der Sicherheitsfläche S3 sein. Auf diesem Weg wechselt der Tastkopf an der Schnittlinie L2 von der Sicherheitsfläche S2 in die Sicherheitsfläche S3 über. Die Berechnung des Fahrwegs von der Position P1 zur Position P3 kann in diesem Falle auch so erfolgen, daß von der Position P1 aus zuerst die den Übergang zur Sicherheitsfläche S3 definierende Schnittlinie L2 senkrecht angefahren wird. Dabei erreicht der Taster die Position P2 auf der Schnittlinie L2. Von dort aus wird der Taster dann auf kürzestem Wege auf der Sicherheitsfläche S2 zu einem Punkt P3 über dem nächsten zu vermessenden Geometrieelement, der Bohrung (33), verfahren.

In Fig. 3 ist beispielhaft der Weg im Detail dargestellt, den der Taster (25) im Rahmen der Meßaufgabe "Messe den Winkel zwischen den Achsen der Bohrungen (31) und (33)" zurücklegt.

Hierfür sei angenommen, daß sich der Taster (25) vor Beginn der Meßaufgabe in einer Parkposition P auf der Sicherheitsfläche S2 befindet und zwar so, daß die Tastkugel (11) am unteren Ende des Tasters (25), d. h. die der Sicherheitsfläche (2) nächstliegende und für Messungen an der Werkstückoberseite in erster Linie einzusetzenden Tastkugel (11) auf der Sicherheitsfläche S2 liegt. Es soll weiterhin erwähnt werden, daß jedem Geometrieelement eine Zwischenposition zugeordnet ist. Bei diesen Zwischenpositionen handelt es sich um Punkte, von denen aus die betreffende Tastkugel im Rahmen des für ein Geometrieelement wie Zylinder, Kreis oder Fläche definierten Makros standardisierte Fahr- bzw. Antastwege zurücklegt. Die Zwischenpositionen werden sinnvollerweise an zentraler Stelle kurz vor bzw. über das zu vermessende Geometrieelement gelegt. Für die Geometrieelemente (31) und (33), d. h. für die beiden Zylinderbohrungen sind das die Zwischenpositionen Z31 und Z33.

Für die oben genannte Meßaufgabe berechnet nun das Steuerungsmodul selbsttätig erst einmal einen kürzesten Weg auf der Sicherheitsfläche S2 zu einem Punkt, der senkrecht über der Zwischenposition Z31 liegt. Das ist der Punkt P1. Von diesem Punkt aus taucht die Tastkugel (11) anschließend in den von den Sicherheitsflächen aufgespannten Hüllquader ein und fährt bis zur Zwischenposition Z31. Von dort aus wird das Geometriemakro "Messung Zylinder" ausgeführt. Dabei fährt die Tastkugel (11) entlang der fein gestrichelten Wege in das Innere der Bohrung (31) und tastet die Bohrungswände in zwei Ebenen an mindestens vier Stellen an und fährt anschließend wieder zur Zwischenposition Z31 zurück.

Das nächste im Rahmen der Meßaufgabe zu vermessende Element, die Bohrung (33), liegt auf einer anderen Seite des Werkstückes und ist der Sicherheitsfläche S3 zugeordnet. Da in diesem Falle ein Wechsel in eine andere Sicherheitsfläche ansteht, fährt der Taster (25) mit der Tastkugel (11) von der Zwischenposition Z31 zum Punkt P1 auf der Sicherheitsfläche 52 zurück und fährt von dort aus anschließend die Schnittlinie L2 mit der Sicherheitsebene S3 senkrecht an. Da jedoch bezüglich dieser Seite des Werkstücks die Tastkugel (41) das dem Werkstück benachbarte Tastelement ist, fährt der Taster noch über die Schnittlinie L2 hinaus, bis die Tastkugel (41) in der Sicherheitsfläche S3 liegt. Von dort aus berechnet das Programm den kürzesten Weg zu einer bezogen auf die Sicherheitsfläche S3 senkrecht "über" der Zwischenposition Z33 für das Geometrieelement (33) liegenden Position P3 und verfährt die Tastkugel (41) anschließend in diese Position. Von da aus läuft wieder wie anhand der Zylinderbohrung (31) beschrieben das Geometriemakro "Messung Zylinder" ab, bei dem nun die Innenfläche der Bohrung (33) angetastet wird. Anschließend führt der Taster zur Zwischenposition Z33 zurück. Da auf dieser Seite des Werkstücks keine weiteren Geometrieelemente vermessen werden müssen, fährt der Taster dann auch wieder zum Punkt P3 auf der Sicherheitsfläche S3 zurück.

Tritt nun in dem geschilderten Meßablauf eine Störung auf, beispielsweise daß die Tastkugel bereits vor dem Erreichen der Zwischenposition Z31 auf die Werkstückoberfläche trifft, z. B. weil das Werkstück an der Stelle nicht bearbeitet wurde oder durch eine Haltevorrichtung abgedeckt ist, so wird diese Kollision von der Steuerung (1) erkannt und eine Fehlermeldung ausgegeben. Aufgrund dieser Fehlermeldung wird in der Steuerungssoftware ein Fehlerbehandlungsmodul aufgerufen, das den automatischen Meßablauf unterbricht und in geänderter Form weiterführt. Dieses Fehlerbehandlungsmodul ist mit dem Steuerungsmodul gekoppelt, das den Fahrweg automatisch generiert.

Hierbei stellt das Fehlerbehandlungsmodul erst einmal fest, ob die Meßaufgabe mit dem Anfahren und Vermessen der noch anstehenden Geometrieelemente gelöst werden kann. Trifft das zu, wird das Steuerungsmodul aktiviert und der Tastkopf bzw. die Tastkugel anschließend automatisch zur Sicherheitsfläche S2 verfahren. Von dort aus berechnet und generiert das Steuerungsmodul selbsttätig einen neuen Weg auf bzw. entlang der Sicherheitsflächen S2 und S3 zum nächsten zu vermessenden Geometrieelement, d. h. zur Bohrung (33), oder, falls die Meßaufgabe nicht mehr gelöst werden kann, zu dem im Rahmen der nächsten Meßaufgabe anzufahrenden ersten Geometrieelement, beispielsweise zur Bohrung (34). Dieser Vorgang läuft nach Aktivierung des entsprechenden Softwaremoduls durch die Fehlermeldung gemäß einer festgelegten Routine ab, deren Flußdiagramm in Fig. 5 dargestellt ist.

Bei einer Kollision während des Abarbeitens des Geometrieelements, d. h. innerhalb der Bohrung (31), fährt die Tastkugel auf dem bisher von der Zwischenposition Z31 zurückgelegten Weg zu dieser zurück und dann von dort aus zur Sicherheitsebene S2, ohne allerdings nochmals die Bohrungsinnenwand anzutasten. Statt dessen ist es jedoch auch möglich und insbesondere bei Meßaufgaben zeitsparend, die z. B. für Formprüfungen sehr viele Antastungen in einem Geometrieelement vorsehen, wenn der Taster bei Kollision oder fehlender Antastfläche innerhalb des Makros erst einmal versucht, auf direktem Wege zur Zwischenposition zurückzugelangen, ohne die bisher schon abgearbeiteten Antastpositionen nochmals anzufahren.

Falls für die nächste Meßaufgabe ein anderer Taster einzuwechseln ist, verfährt das Steuerungsmodul den Tastkopf (10) auf der mit S2 bezeichneten Sicherheitsfläche und zwar zu einer der mit P11-P15 bezeichneten Positionen senkrecht über einer Wechselposition (W2-WS), die vor einem freien Magazinplatz liegt. Die Lage und den kürzesten Weg zu der betreffenden Position (P12-P15) berechnet das Steuerungsmodul selbsttätig. Von der Wechselposition (W2) aus läuft ein für alle Magazinplätze gleicher Bewegungsablauf ab, bei dem der Tastkopf (10) in den freien Magazinplatz fährt, auf dem der Taster (12) abgelegt wird, anschließend zur Wechselposition W2 zurück und von dort zur nächsten Wechselposition W1 vor dem Magazinplatz, an dem der neu einzuwechselnde Taster (26) entnommen werden soll.

Bei dieser Schilderung ist davon ausgegangen worden, daß die Sicherheitsebene S2 sich bis zum Magazin (23) erstreckt und die Möglichkeit eines kollisionsfreien Fahrweges auch in den Fällen bietet, in denen der Werkstücktisch (21) mit einer ganzen Reihe weiterer zu vermessender Werkstücke beladen ist. In anderen Fällen, wenn der Raum zwischen der Sicherheitsfläche S1 und dem Magazin (23) frei ist, kann das Magazin auch von den Sicherheitsflächen S1, S4 und S5 direkt und ohne Umweg über die Sicherheitsfläche S2 erreicht werden.

Im Beispiel nach Fig. 2 und Fig. 3 wurde davon ausgegangen, daß für den Wechsel von der Zwischenposition Z31 des Geometrieelements (31) zur Zwischenposition Z33 des nächsten Geometrieelementes (33) der Fahrweg auf jeden Fall über die Sicherheitsflächen S2 und S3 führt, da die beiden Geometrieelemente (31) und (33) auf verschiedenen Seiten des Werkstücks liegen. Sind auf einer Seite des Werkstücks mehrere Geometrieelemente nacheinander zu vermessen, so ist das nicht unbedingt erforderlich. Der entsprechende Fall ist in Fig. 4 dargestellt. Dort soll an dem Werkstück (122) nacheinander die Fläche (131), anschließend eine tieferliegende Ausnehmung (132) und schließlich eine hinter einem überstehenden Absatz (134) eingesetzte Bohrung (133) gemessen werden. Die für diese Werkstückseite definierte Sicherheitsfläche ist mit S bezeichnet.

Für das Abarbeiten dieser Meßaufgabe fährt der dafür benutzte Taster mit der Tastkugel auf der Sicherheitsfläche S zu einem selbsttätig berechneten Punkt P10, der bezogen auf die Sicherheitsfläche S senkrecht über der Zwischenposition Z11 für die zu vermessende Fläche (131) liegt. Anschließend läuft von dort aus das für die Flächenmessung definierte Makro ab, bei der die Fläche (131) mehrfach angetastet wird. Nach Beendigung der Messung am Geometrieelement (131) soll der Taster zur Zwischenposition Z12 für das Element (132) fahren.

Da diese Zwischenposition Z12 kollisionsfrei erreichbar ist, berechnet das Steuerungsmodul einen direkteren Weg zu einer Position P11 auf der senkrechten Verbindungslinie zwischen der Sicherheitsfläche S und der Zwischenposition Z12, ohne Rückzug zur Sicherheitsebene S. Von dort aus wird die Zwischenposition Z12 angefahren und anschließend das entsprechende Geometriemakro zur Vermessung des Geometrieelements (132) aufgerufen.

Nach dessen Abarbeitung muß die Zwischenposition Z13 des Geometrieelements (133) erreicht werden. Die ist jedoch nicht kollisionsfrei erreichbar, da das überstehende Werkstückteil (134) die beiden Zwischenpositionen Z12 und Z13 trennt. Das Steuerungsmodul wählt deshalb den Weg über die Sicherheitsfläche S und fährt von der Zwischenposition Z12 zu einem senkrecht darüberliegenden Punkt P12 auf der Sicherheitsfläche S, von dort auf kürzestem Wege zu der senkrecht über der Zwischenposition Z13 liegenden Position P13, deren Lage es ebenfalls selbsttätig berechnet, und führt anschließend das Geometriemakro "Messung Zylinder" an der Bohrung (133) aus.

Auf diese Weise sind die Fahrwege zwischen Geometrieelementen auf der gleichen Seite des Werkstückes weitgehend optimiert.

Tritt nun eine Störung, beispielsweise eine Kollision auf dem Weg zwischen den Zwischenpositionen Z11 und Z12 auf, wie das in Fig. 4 durch das gestrichelt gezeichnete Hindernis (123) symbolisiert ist, dann wird über die davorliegende Zwischenposition Z11 wieder die Sicherheitsfläche S angefahren und das Programm versucht, dort von der Position P10 aus das nächste zu vermessende Geometrieelement über die Sicherheitsfläche S anzufahren.

Es soll hier nochmals betont werden, daß vom Bediener auf den Sicherheitsflächen selbst an keiner Stelle Zwischenpositionen gesetzt bzw. programmiert werden müssen, da die Positionen und die Fahrwege auf diesen Flächen selbsttätig von einem Modul des Steuerungsprogramms generiert werden. Das gilt auch für die Positionen P1, P2, P3, P10, P12, P13 und P21-P25 in den beschriebenen Beispielen. Diese Positionen sind alle selbsttätig vom Steuerungsprogramm berechnet worden.

Natürlich ist es auch möglich, für die Verbindung zwischen Geometrieelementen, bzw. deren Zwischenpositionen, feste Pfade (Fahrwege) zu definieren bzw. zu programmieren, denen der Taster folgen muß. Das ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die betreffenden Geometrieelemente sich an verwinkelten Stellen im Inneren eines Werkstücks befinden und das Legen von Sicherheitsebenen an den Stellen aufwendiger ist als das Einfügen eines festen Pfades oder wenn die Zwischenposition eines Geometrieelementes nicht kollisionsfrei von der Sicherheitsfläche aus erreicht werden kann.

Im vorliegenden Beispiel sind die Sicherheitsflächen (S1- S5) als Ebenen dargestellt, die das Werkstück kastenförmig umgeben und rechtwinklig aneinandergrenzen. Es ist jedoch auch möglich, und insbesondere bei entsprechenden Werkstückgeometrien sinnvoll, die Sicherheitsflächen z. B. als Zylindermantel um das Werkstück zu legen oder die Flächen der Werkstückform folgend abzustufen bzw. auch in das Innere von hohlen Werkstücken zu legen. Wesentlich ist allein, daß der Taster auf den definierten Sicherheitsflächen kollisionsfrei verfahren werden kann.

Ebenso ist es möglich, für den Übergang von einer Sicherheitsfläche zur nächsten nicht die gesamte Schnittlinie der Flächen zuzulassen, sondern Verbindungspunkte vorzusehen, die vom Taster angefahren werden müssen.

Es ist weiterhin möglich, bestimmte Schnittlinien für den Übergang von einer Sicherheitsfläche zur nächsten zu sperren, beispielsweise weil an der Stelle Hindernisse in den Meßbereich hineinragen. Ansonsten berechnet das Steuerungsmodul dann, wenn es beispielsweise von einem Element unter der Sicherheitsfläche S3 zu einem Element unter der Sicherheitsfläche S1 fahren soll, die Länge aller drei möglichen Umfahrwege über eine der drei Sicherheitsflächen S2, S4 oder S5 und wählt anschließend den kürzesten davon aus.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung von Koordinatenmeßgeräten mit einer Einrichtung zur Fehlerbehandlung, die im Störungsfalle den automatischen Meßablauf unterbricht und dann in geänderter Form weiterführt (wiederaufnimmt), wobei die Einrichtung mit einem Steuerungsmodul gekoppelt ist, das automatisch den Fahrweg für den Taster (25) zwischen den anzutastenden Geometrieelementen (31-34) am zu vermessenden Werkstück (22) generiert und hierfür um das Werkstück (22) gelegte, vordefinierte Sicherheitsflächen (S1-S5) benutzt, auf denen es selbsttätig kollisionsfreie Verbindungswege von einem Geometrieelement zum nächsten mindestens immer dann berechnet, wenn das nächste zu vermessende Geometrieelement (33) auf einer anderen Seite des Werkstücks liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei für den Übergang von einer Sicherheitsfläche (S2) zur nächsten (S3) Anschlußlinien (L1-L8) oder Verbindungspunkte definiert sind, über die das Steuerungsmodul den Fahrweg führt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Anschlußlinien die Schnittlinien (L1-L8) zweier benachbarter Sicherheitsflächen (S1-S6) sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, wobei jedem Geometrieelement eine Zwischenposition (7) zugeordnet ist, die auf dem Fahrwege zwischen den Sicherheitsflächen und den Antastpositionen liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Steuerungsmodul im Kollisionsfalle während des Messens an einem Geometrieelement (31/131) den Tastkopf (10) des Koordinatenmeßgeräts rückwärts entlang des vorausgehenden Fahrwegs bis zur letzten Zwischenposition (Z31/Z11) und von da aus zur Sicherheitsfläche (S2), oder ohne Umweg über die Sicherheitsfläche (S) direkt zur Zwischenposition (Z12) des nächsten, auf der gleichen Seite des Werkstücks liegenden Geometrieelements (132) verfährt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Sicherheitsflächen (S1-S5) interaktiv generiert werden, indem diese programmgesteuert entsprechend den Abmessungen des zu vermessenden Werkstücks in einen Mindestabstand (a-e) über bzw. vor das Werkstück (22) gelegt werden und der Bedienperson anschließend angezeigt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die Sicherheitsflächen (S1-S5) Ebenen sind.