EP3004798A1 - Verfahren zum automatischen aufnehmen eines sensorkopfs und koordinatenmessgerät - Google Patents

Verfahren zum automatischen aufnehmen eines sensorkopfs und koordinatenmessgerät

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Publication number
EP3004798A1
EP3004798A1 EP14727444.3A EP14727444A EP3004798A1 EP 3004798 A1 EP3004798 A1 EP 3004798A1 EP 14727444 A EP14727444 A EP 14727444A EP 3004798 A1 EP3004798 A1 EP 3004798A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor head
interface
changeover
support structure
changeover interface
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.)
Withdrawn
Application number
EP14727444.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otto Ruck
Peter 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.)
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss Industrielle 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
Application filed by Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH filed Critical Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Publication of EP3004798A1 publication Critical patent/EP3004798A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/047—Accessories, e.g. for positioning, for tool-setting, for measuring probes

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatically picking up a sensor head of a coordinate measuring machine, wherein the sensor head has a first exchange interface for coupling the sensor head with a support structure of the coordinate measuring machine. Furthermore, the present invention relates to a corresponding support structure element and a corresponding sensor head. Finally, the present invention relates to a magazine location and a coordinate measuring machine.
  • Exchanging interfaces for the automatic change of sensors or carrier systems such as e.g. on Zeiss® rotary-pivot joints, such as the Applicant's models sold under the names RTS, DSE or CSC.
  • carrier systems e.g. This is also known to the Zeiss® VAST, VAST XT, etc.
  • an exchange interface consists of a device which makes it possible to connect a sensor head both mechanically and optionally electrically.
  • a mechanical connection or separation often takes place by magnetic forces or by an automatically driven mechanical shutter.
  • the electrical connection is usually done by spring-loaded contacts, which also produces an electrical connection in the mechanically connected state.
  • mechanical change interfaces often have too few available lines through the support structure.
  • the quality of such a line may be insufficient in terms of requirements such as CAT-5, CAT-6, CAT-7, line cross-section, line length, wave impedance and / or attenuation.
  • required transmission paths are not present at all and can not be realized in the existing mechanical environments, e.g. Fiber optic cables in the different required characteristics as monomode fibers or multimode fibers.
  • An object of the present invention is therefore to provide a correspondingly improved method, an improved sensor head, an improved support structure element, an improved magazine location and a correspondingly improved coordinate measuring machine. Therefore, a method is provided for automatically picking up a sensor head of a CMM, wherein the sensor head has a first interface for coupling the sensor head to a support structure of the CMM, and wherein the sensor head further comprises a second interface for coupling a cable element to the support structure wherein the second changeover interface of the sensor head is arranged at a sensor head distal end of the cable element, wherein the second changeover interface of the sensor head is spatially separated from the first changeover interface of the sensor head, and wherein the sensor head is initially provided in a magazine location of the coordinate measuring machine, wherein the sensor head with the first changeover interface is received in a first receptacle of the magazine place, the second changeover interface being accommodated in a second receptacle of the magazine place, with the following steps n:
  • a support structure element is proposed, in particular a rotary-swivel unit, for a coordinate measuring machine with a first changeover interface for coupling the support structure element with a first changeover interface of a sensor head, and wherein a second changeover interface for coupling the support structure element with a second changeover interface on a cable element of the sensor head, wherein the second changeover interface of the support structure element is spatially separated from the first changeover interface of the support structure element.
  • a sensor head for a coordinate measuring machine having a first interface for coupling the sensor head to a support structure of the CMM, and wherein the sensor head further comprises a cable element and a second interface for coupling the cable element to the support structure, wherein the second changeover interface is arranged at a sensor head remote end of the cable element, and wherein the second changeover interface is spatially separated from the first changeover interface.
  • a magazine space is proposed for a coordinate measuring machine, with a first receptacle for receiving a first changeover interface of a sensor head, wherein the magazine location further comprises a second receptacle for receiving a second interface of the sensor head, wherein the first receptacle and the second receptacle spatially separated from each other, in particular offset in height, are arranged.
  • a coordinate measuring machine with at least one element from a group consisting of the proposed support structure element or one of its configurations, the proposed sensor head or one of its refinements and the proposed magazine location or one of its refinements proposed.
  • a multi-stage change system which on the one hand a first changeover interface, which may be designed according to previously known design, on the other hand uses an additional second interface with appropriately designed magazine locations, which provided for the additional transmission media, such as optical fiber or special cable can be. Since such a sensor head then has a loose cable connection as a changeover interface in the stored state, it is possible to separate or connect both the first changeover interface and the second changeover interface of the cable element separately with a limited travel path.
  • a corresponding further movement which causes the connection or disconnection of the second changeover interface, executed.
  • a range of motion of the coordinate measuring device can be limited by the cable element and also the trajectory of the coordinate measuring machine must be precisely defined, since otherwise the cable element could, for example, be caught at a magazine location.
  • the sensor head can then be used as usual for the measurement.
  • the cable element should be sized so that it can compensate for the rotational and pivotal movements of the support structure.
  • first step a) and then step b) is performed.
  • an existing movement process can be used to couple the first interface of the sensor head with the first interface of the support structure and remove the sensor head from a corresponding magazine location.
  • a second sequence of movements can then be used to couple the additional second changeover interface of the sensor head with the corresponding second changeover interface of the support structure and remove it from the magazine location.
  • a step of reading an identification unit of the sensor head takes place, and if it is detected by the identification unit, that a second change interface of the sensor head is present, the step b) is executed.
  • a first changeover interface of the sensor head can be coupled to the first changeover interface of the support structure and it can be detected whether a further, second changeover interface between the sensor head and the support structure still has to be connected. If this is the case, then a second movement process can be performed.
  • the support structure element can be provided that the first change interface of the support structure element is aligned in a first spatial direction and the second interface of the support structure element is also aligned in the first spatial direction, so that a retraction and a coupling direction of the first changeover interface and the second changeover interface are identical.
  • the retraction direction and the coupling direction can be identical, but this is not absolutely necessary.
  • the retraction direction and the coupling direction can also be different from each other.
  • the second changeover interface of the support structure element is designed as an exchange interface for an optical waveguide.
  • optical sensor heads for example.
  • a white light sensor which necessarily require an optical fiber connection allows.
  • the optical waveguide for data transmission, in particular also in combination with a tactilely measuring sensor head.
  • the cable element is an optical waveguide
  • the second changeover interface of the sensor head is designed as an exchange interface for an optical waveguide
  • optical sensors that necessarily require the presence of an optical fiber connection, for example.
  • White light sensor heads to load.
  • the optical fiber connection is also suitable for data transmission, in particular in combination with a tactile sensor head.
  • the first interface of the sensor head is formed such that the sensor head relative to the support structure of the coordinate measuring machine to a first Rotation axis is rotatable, and wherein a sensor head near the end of the cable element is arranged coaxially to the first axis of rotation.
  • the optical fiber due to the required large bending radii not through the axes in a rotary-pivot joint, for example.
  • An RDS® of lead the applicant in the support structure If, in such a case, the sensor head near end can be arranged on the sensor head in such a way that it runs centrically or coaxially to a rotation axis of the sensor head relative to the support structure, the cable element can be kept relatively short.
  • the second changeover interface is formed on the sensor head remote end of the cable element as a collar portion which surrounds the cable element at least partially.
  • the collar portion may be plate-shaped and have on its outer periphery a shape that can be inserted into a correspondingly complementary groove formed a recording of a magazine location.
  • the sensor head end of the cable element can be arranged positionally stable and reproducible.
  • a possible flexural rigidity of the cable element or its tension due to a previous bending or torsion of the cable element then causes no changes in the position or position of the cable element, since it is held in a receptacle of the magazine location due to the collar portion.
  • the sensor head has an identification unit on which information about the presence of the first changeover interface and the second changeover interface is stored.
  • This information can be stored directly in the identification unit or can also result indirectly, for example, from a type of sensor head or the like.
  • the magazine location can be provided that the first receptacle and the second receptacle for receiving a respective changeover interface from the same spatial direction are formed.
  • FIG. 4 is a schematic representation of a coordinate measuring machine, a support structure, a sensor head and a magazine location according to the present invention, an isometric view of a coordinate measuring machine, an isometric view of a partial area of a coordinate measuring machine,
  • FIG. 1 is a schematic representation of a movement sequence for connecting a first changeover interface and a second changeover interface, a schematic flowchart of an embodiment of a method
  • FIG. 6 is a further schematic flowchart of an embodiment of a method
  • FIG. 7 shows an enlarged detail view of a second changeover interface, a further enlarged detail view of a second changeover interface, and an isometric view of a further embodiment
  • Fig. 1 shows an embodiment of a coordinate measuring machine 10 for measuring a measuring object 12.
  • the coordinate measuring machine 10 has a support structure 14 which may be embodied in a known per se. For example, it may be a gantry structure, a horizontal arm construction or any other suitable type from carrier structure 14.
  • a sensor head 16 which may be a tactile sensor head or else an optical sensor head or any other type of sensor, can be connected to the support structure 14.
  • the coordinate measuring device 10 has a first magazine location 18, in which a sensor head 16 can be stored and stored.
  • a second magazine location 20 may be provided for receiving a further sensor head 10 and even more magazine locations with corresponding sensor heads, so that the coordinate measuring machine 10 with several different sensor heads 16 is operable. Between the sensor heads 16 can be changed by means of an automatic change process.
  • At least one of the sensor heads 16 has for this purpose a first changeover interface 22.
  • This first changeover interface 22 may be a changeover interface according to previously known design. This can be provided, for example, to fasten the sensor head 16 in a rotatable manner relative to the carrier structure. In this case, both electrical and mechanical connections can be provided in the first changeover interface 22. Thus, electrical energy and / or data and / or light can be transmitted over the first changeover interface.
  • the sensor head 16 has a second changeover interface.
  • This second changeover interface 24 is, for example, a correspondingly configured cable element, as will be explained in more detail below, which is in particular an optical waveguide. This can be used to transmit light or high data rates.
  • the sensor head 16 can have an identification unit 26, which identifies a type of the sensor head 16 or can uniquely identify the sensor head 16. In this way, by reading the identification unit 26, the presence of the first changeover interface 22 and the second changeover interface 24 can become known to the other components of the coordinate measuring machine 10.
  • the coordinate measuring machine 10 has a support structure element 28 of the support structure 14, with which the sensor head 16 is coupled, in particular rotatably coupled.
  • the support structure element 28 can then in turn be arranged to be rotatable relative to the remaining support structure 34, so that the sensor head 16 can be pivoted overall about two axes.
  • An example of such a support structure element 28 is a rotary-swivel unit as described, for example, under the name RDS® is marketed by the applicant.
  • the support structure element 28 accordingly has a first changeover interface 30, which can be coupled to the first changeover interface 22 of the sensor head 16. Accordingly, it also has a second changeover interface 32, which can be coupled to the second changeover interface 24 of the sensor head 16.
  • the coordinate measuring machine 10 may have an evaluation unit 36, which may be integrated into the support structure 14, but may also be formed separately therefrom.
  • the coordinate measuring machine 10 moreover has at least one first magazine location 18 and can furthermore have a second magazine location 20 and / or even further magazine locations of any desired number.
  • Each of the magazine locations 18, 20 has a first receptacle 38, which is designed to receive a first changeover interface 22 of a respective sensor head 16, and a second receptacle 40, which is designed to receive a corresponding second changeover interface 24 of a sensor head 16. If, in addition, sensor heads are provided which only have a first changeover interface 22, it is of course also possible to provide one or more magazine locations which have only a first receptacle 38.
  • the coordinate measuring machine 10 has a carrier structure 14 in the gantry structure.
  • a portal 44 is provided, which is movably mounted along the base 42 in a Y-direction.
  • a carriage 46 is arranged, which is movable relative to the portal 44 in an X direction.
  • a quill 48 is arranged, which is arranged relative to the carriage in a Z-direction.
  • a rotary-swivel unit 50 may be provided, on which in turn the sensor head 16 is arranged.
  • the rotary-swivel unit 50 is rotatable relative to the sleeve 48.
  • the sensor head 16 in turn is relatively rotatable to the rotary-pivot unit 50.
  • a so-called B-axis On the axis of rotation of the sensor head 16 relative to the rotary-pivot unit 50, a so-called B-axis, and a rotation axis of the rotary shaft.
  • Swivel unit 50 relative to the support structure 14, a so-called. A-axis are perpendicular to each other. In this way, it is thus possible to arrange the sensor head 16 both translationally and rotationally as desired relative to the measurement object 12 in order to measure it.
  • the portal 44, the carriage 46, the quill 48 and the rotary-pivot unit 50 form the support structure 14.
  • the coordinate measuring machine 10 may further comprise the above-mentioned evaluation unit 36, which may be formed as part of the support structure 14 or the base 42, but may also be arranged separately. Furthermore, an output unit 52 is provided and an input unit 54 is provided, which may be formed as part of the evaluation unit 36, but may also be formed separately therefrom.
  • the output unit 52 may be, for example, a screen.
  • the input unit 54 may, for example, also be a keyboard, a mouse, or another suitable input unit.
  • the coordinate measuring machine 10 has at least the first magazine place 18, which has in the first receptacle 38 and the second receptacle 40.
  • first magazine place 18 is shown in FIG.
  • more magazine locations 20 can be provided beyond.
  • the magazine place 18 is fastened to the portal 44 in the illustrated embodiment.
  • other sites for a magazine location 18 may be selected in a measuring range, as this example, by means of the placeholder 56 and 58 are indicated. These are, for example, on the basis 12th
  • a coordinate measuring machine 10 in a conventional manner on a scale in the X direction, a scale in the Y direction 61 and a scale in the Z direction 62, to uniquely determine a position of the portal, the carriage and the sleeve can and to regulate a movement of the sensor head 16.
  • Fig. 3 shows a schematic enlarged detail view showing the new magazine place 18 together with a correspondingly adapted support structure element 28 and a correspondingly adapted sensor head 16 shows.
  • the sensor head 16 has a cable element 64, which is fastened to the sensor head 16 with a sensor-near end 70.
  • the sensor-near end 70 is formed coaxially to a first axis of rotation 94 of the sensor head 16 relative to the support structure element 28.
  • this first axis of rotation 94 is shown in dashed lines. This first axis of rotation 94 results when the sensor head 16 is rotatably coupled to the rotary-pivot unit 50.
  • a remote sensor end 72 of the cable member 64 has a collar portion 66.
  • the detailed embodiment of the collar portion 66 will be explained below.
  • the collar portion 66 is adapted to be received in a second receptacle 40 of the magazine place 18.
  • the collar portion 66 is arranged rotationally fixed in the second receptacle, so that a torsional stress or bending stress of the cable member 64 can cause no change in its position and the position.
  • the cable element 64 may be one of the embodiments, for example, an optical waveguide or any other type of cable element.
  • the magazine location 18 also has a first receptacle 38 for the sensor head 16 in which its first changeover interface 22 is received.
  • This first receptacle 38 is configured in a manner known per se with a corresponding roller flap element 74, which serves to protect the first changeover interface 22.
  • the rotary-pivot unit 50 or the support structure element 28 with the support structure 14 is rotatable relative to the support structure 14 about a further axis of rotation 96.
  • the support structure element 28 has a first changeover interface 30, with which the changeover interface 22 of the sensor head 16 can be coupled.
  • the support structure element 28 has a second changeover interface 32 with which it can be coupled to the second changeover interface of the sensor head 16.
  • a cable continuation 68 leads to the evaluation unit 36 or another element of the coordinate measuring machine 10.
  • the cable continuity extends inside the support structure 14. From the stored position of the sensor head 16 in the magazine place 18 shown in FIG. 3, it can be automatically removed as explained below by way of example with reference to FIGS. 4a to 4f.
  • a starting position for receiving the sensor head 16 by means of the rotary-pivot unit 50 is shown.
  • the sensor head 16 is, as stated above in connection with FIG. 3, received in the magazine place 18.
  • a first changeover interface 22 of the sensor head 16 is received in the first receptacle 38 and the second changeover interface 24 of the cable element 64 of the sensor head 16 is received in the second receptacle 40 of the magazine location 18.
  • the rotary-pivot unit 50 likewise has a corresponding first changeover interface 30, which must be brought into contact with the first changeover interface 22 of the sensor head 16.
  • the rotary-pivot unit 50 has a second changeover interface 32, which must be brought into contact with the second changeover interface 24 of the sensor head 16.
  • the first changeover interface 30 and the second changeover interface 32 are aligned in the same spatial direction 88.
  • the first changeover interface 22 and the second changeover interface 24 of the sensor head Accordingly, the first receptacle 38 and the second receptacle 40 of the magazine location 18 are aligned accordingly, so that a simultaneous coupling of the first changeover interfaces 22, 30 and the second changeover interface 24, 32 is made possible.
  • the rotary-pivot unit 50 first drives the roller flap member 74 to release the first changeover interface 22. Then, it is possible that the rotary-pivot unit 50 moves along the roller 75 of the roller shutter member 74 downwardly in the position shown in Fig. 4d. A retraction direction and coupling direction 76 coincides in the illustrated embodiment. It is therefore possible to move the rotary-swivel unit 50 in the direction of the arrow indicated by the reference numeral 76 in FIG. 4d in order to simultaneously couple both the first changeover interface 22, 30 and the second changeover interface 24, 32 reach the state shown in Fig. 4e. By moving the rotary-swivel unit 50 in the removal shown in FIG. 4e. It is then possible to remove the coupled sensor head 16 from the magazine location 18.
  • a drop of the sensor head 16 in the magazine place 18 is then carried out accordingly in reverse order, of course, again the roller flap element 74 must first be moved to the open state.
  • FIG. 5 shows a schematic flow diagram of a method 100.
  • the method begins with the step 102.
  • a first approach 104 initially takes place to a first changeover interface 22 of the sensor head 16, which is stored in the magazine location 18.
  • a first coupling 106 of a first changeover interface 30 of the support structure 14 to the first changeover interface 22 of the sensor head 16 takes place.
  • the steps 104, 106, 108 taken together a step a form, which is designated by the reference numeral 1 10.
  • a second approaching 12 of the second changeover interface 24 of the sensor head 16 located in the second receptacle 40 of the magazine location 18 can take place.
  • a second changeover interface 32 of the support structure element 28 is coupled to the second changeover interface 24 of the sensor head.
  • This is followed by a removal of the second changeover interface 24 of the sensor head and the cable element 64 connected thereto from the second receptacle 40.
  • the steps 1 12, 1 14, 16 are summarized as step b) with the reference numeral 1 18.
  • the step sequences 1 10 and 1 18 can also be performed in the order shown, but in a different order, i. First, the step sequence 1 18 and then the step sequence 1 10 are executed. Furthermore, as will be explained below, it is possible for the step sequences 1 10 and 1 18 to be carried out simultaneously, as has also been described in connection with FIGS. 4 a to 4 f.
  • FIG. 5 shows a step 120 of reading out one in the identification unit 26 of the sensor head 16.
  • This readout can be done subsequent to the first docking 106.
  • the readout 120 can therefore immediately after the step 106 but also after the step 108 of the removal from the Change interface 22 of the sensor head 16 done.
  • the identification unit 26 of the sensor head 16 is then read out and it is determined in the coordinate measuring apparatus 10 whether a second changeover interface 24 of the sensor head 16 is present. If this is the case, the sequence of steps 1 18 then follows, whereupon the method ends in a stop step 122. If this is not the case, the method ends immediately in the stop step 122.
  • FIG. 6 shows an embodiment of the method 100 'which serves to execute the sequence of steps 10 and 18 at the same time. This has already been described in connection with FIGS. 4a to 4f.
  • Such a method likewise begins in a step 102.
  • the steps 104 and 112 are then carried out, with the support structure element 28 at the magazine location and the first and second changeover interfaces 22, 24 located in the first and second receptacles 38, 40 the sensor head 16 is approached.
  • the steps 106 and 114 of the coupling of the first changeover interface 30 of the support structure element 28 with the first changeover interface 22 of the sensor head 16 take place.
  • the second changeover interface 32 of the support structure element 28 is simultaneously coupled to the second changeover interface 24 of the sensor head 16.
  • the steps 108 and 16 are then executed simultaneously and the sensor head 16 is removed from the magazine location 18.
  • the method ends in a step 122.
  • both the first 22, 30 and the second changeover interface 24, 32 for receiving the sensor has a mechanical fixed assignment, so that the recording of the sensor head 16 can be done in one go.
  • a retraction direction and a coupling direction of the individual exchange interfaces 22, 24, 30, 32 must be the same in direction and length.
  • Fig. 7 is again enlarged in detail, the area of the second changeover interface 32 of the support structure element 28 and the second changeover interface 24 of the sensor head 16 shown, the cable member 64 with his Collar portion 66 carries.
  • the collar portion 66 is formed, for example, rectangular, that it can be inserted into the second receptacle 40 and then can not be rotated.
  • the sensor remote end of the cable member 64 is rotationally fixed and arranged in a unique position and orientation, so that a coupling can take place.
  • the second receptacle 40 has, for example, a magnetic closing device 80 which securely holds the second changeover interface 24 of the sensor head 16 in the receptacle 40. With a dependent in their amount of the magnetic force tensile force through the rotary-pivot joint 50, this fixed arrangement can be overcome and the second changeover interface 24 are "torn" from the receptacle 40.
  • the second changeover interface 24 of the sensor head 16 and the support structure 14 may be an E-2000 connector sold by Diamond S.A., Switzerland. Alternatively, for example, be provided on a CAT6 connector.
  • FIG. 8 shows the arrangement shown in FIG. 7 in a partially released state.
  • the collar portion 66 has a groove which cooperates with the receptacle 40 as a spring. In this way, the collar portion 66 can be pushed into the receptacle 40. So the situation and position are recorded.
  • a locking contact 86 is provided which is actuated upon insertion of the collar portion 66 in the receptacle 40. In this way, a mechanical locking of the second changeover interfaces 24, 32, which are, for example, a type E-2000 plug or a CAT6 plug, is released, so that the corresponding cable connection can be disconnected.
  • FIG. 9 shows yet another embodiment of a magazine location 18, a sensor head 16 and a support structure element 28.
  • a third changeover interface 92 can definitely be arranged on the support structure 14, which serves for providing a further cable connection 97.
  • the changeover interface 92 is designed like the second changeover interface 32.
  • the magazine location also has a third receptacle 90, which forms the second receptacle 40 correspondingly and serves to receive the third changeover interface (not shown) as the sensor head 16.
  • a sensor head 16 also with a plurality of cable connections 64, all of which can be connected in one go to the support structure element 28.
  • the support structure has more than a second exchange interface. Accordingly, it can also be provided that the sensor head 16 has more than one second changeover interface 24. Accordingly, it can also be provided that the magazine location 18, 20 has more than a second receptacle 40.
  • provision may accordingly be made for the step sequence 18 or the step b) to be carried out several times. In particular, the step sequence 1 18 may be executed immediately until all cable connections 64 are coupled.
  • a successive recording can also be made here.
  • a successive recording can be advantageous in particular if, due to the mechanical structure of the support structure element 28 and of the sensor head 16, it is not possible to carry out the change process in one go. This may, for example, be necessary if the type of sensor head 16 or the movement necessary for coupling the corresponding first interfaces 22, 30 and the movement necessary for coupling the second changeover interfaces 24, 32 are not mechanically compatible with one another.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum automatischen Aufnehmen eines Sensorkopfs (16) eines Koordinatenmessgeräts (10), wobei der Sensorkopf (16) eine erste Wechselschnittstelle (22) zum Koppeln des Sensorkopfs (16) mit einer Trägerstruktur (14) des Koordinatenmessgeräts (10) aufweist, und wobei der Sensorkopf (16) des Weiteren eine zweite Wechselschnittstelle (24) zum Koppeln eines Kabelelements (64) mit der Trägerstruktur (14) aufweist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) an einem sensorkopffernen Ende (72) des Kabelelements (64) angeordnet ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16) ist, und wobei der Sensorkopf (16) zu Beginn in einem Magazinplatz (18) des Koordinatenmessgeräts (10) bereitgestellt ist, wobei der Sensorkopf (16) mit der ersten Wechselschnittstelle (22) in einer ersten Aufnahme (38) des Magazinplatzes (18) aufgenommen ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) in einer zweiten Aufnahme (40) des Magazinplatzes (18) aufgenommen ist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen entsprechenden Sensorkopf (16) und ein entsprechendes Trägerstrukturelement (28) sowie einen Magazinplatz und ein solches Koordinatenmessgerät (10).

Description

Verfahren zum automatischen Aufnehmen eines Sensorkopfs und Koordinatenmessgerat
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Aufnehmen eines Sensorkopfs eines Koordinatenmessgeräts, wobei der Sensorkopf eine erste Wechselschnittstelle zum Koppeln des Sensorkopfs mit einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts aufweist. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein entsprechendes Trägerstrukturelement und einen entsprechenden Sensorkopf. Letztlich betrifft die vorliegende Erfindung einen Magazinplatz und ein Koordinatenmessgerät.
[0002] Derartige Verfahren zum automatischen Wechseln von Sensorköpfen in Koordinatenmessgeräten und entsprechende Vorrichtungen sind beispielsweise aus der Druckschrift WO 2008/132484 A1 bekannt. [0003] Einschließlich des in der voranstehend benannten Druckschrift genannten System zum Wechseln von Sensoren bzw. Sensorköpfen in Koordinatenmessgeraten, sind verschiedene Techniken zum Wechseln von Sensorköpfen und Koordinatenmessgeraten bekannt.
[0004] Weit verbreitet sind Wechselschnittstellen für den automatischen Wechsel von Sensoren oder Trägersystemen, wie z.B. an Zeiss® Dreh-Schwenk-Gelenken wie etwa den unter den Bezeichnungen RTS, DSE oder CSC vertriebenen Modellen der Anmelderin. Bei messenden Trägersystemen, wie z.B. dem Zeiss® VAST, VAST XT usw. ist dies ebenfalls bekannt, wobei hier in der Regel nur ein Teller mit einem passiven Taststift ausgewechselt wird. Eine solche Wechselschnittstelle besteht in der Regel aus einer Vorrichtung, die es erlaubt, einen Sensorkopf sowohl mechanisch als auch ggf. elektrisch zu verbinden. Eine mechanische Verbindung bzw. Trennung erfolgt oft durch magnetische Kräfte oder durch einen automatisch eingetriebenen mechanischen Verschluss. Die elektrische Verbindung erfolgt in der Regel durch angefederte Kontakte, die im mechanisch verbundenen Zustand auch eine elektrische Verbindung herstellt.
[0005] Des Weiteren sind automatische Wechselschnittstellen für die Mechanik mit einer Funkübertragung für eine Datenkommunikation bekannt. Hierbei kann der Elektronik in einem Sensor durch eine Batterie oder Kontakte am Trägersystem und elektrischer Energie gespeist werden.
[0006] Darüber hinaus sind manuelle Wechselschnittstellen für Dreh-Schwenk- Gelenke und Sensorköpfe bekannt, die mittels eines mechanischen Schraub- oder Klemmmechanismus befestigt werden.
[0007] Dabei eignen sich für den automatischen Wechsel nur die beiden erstgenannten Verfahren. Im Falle einer Funkübertragung gibt es dabei häufig Probleme, da die Daten bei Funkstrecken nicht echtzeitfähig zuverlässig und in der gewünschten Form übertragen werden können. Beispiele hierfür sind bspw. Gigabit-Kameras als Sensoren, bei denen die geforderten Datenmengen nicht übertragen werden können, oder bspw. Weißlichtsensoren, die als Übertragungsmedium einen speziellen Lichtwellenleiter benötigen.
[0008] Mechanische Wechselschnittstellen weisen darüber hinaus oft zu wenig verfügbare Leitungen durch die Trägerstruktur auf. Auch kann die Qualität einer solchen Leitung bezüglich der Anforderungen wie CAT-5, CAT-6, CAT- 7, den Leitungsquerschnitt, die Leitungslänge, die Wellenimpedanz und/oder die Dämpfung unzureichend sein. Oftmals sind auch geforderte Übertragungswege überhaupt nicht vorhanden und nicht in den bestehenden mechanischen Umgebungen realisierbar, z.B. Lichtwellenleiter in den unterschiedlichen geforderten Ausprägungen als Monomodefasern bzw. Multimo- defasern. Die geforderten unterschiedlichen Typen an Lichtwellenleitern mit ihren jeweiligen minimalen Biegeradien und maximalen Koppelverlusten, lassen die Integration in bekannten Dreh-Schwenk-Gelenken häufig nicht oder nur sehr schwer zu. Aufgrund dessen sind an bekannten Wechselschnittstellen von Koordinatenmessgeräten häufig moderne Sensoren mit besonderen physikalischen und/oder datentechnischen Anforderungen nur manuell einwechselbar.
[0009] Es besteht daher ein Bedarf an einer Möglichkeit, unterschiedliche moderne Sensorköpfe, sowohl optischer als auch taktiler Bauart, mit entsprechenden physikalischen und/oder datentechnischen Anforderungen insbesondere an bestehenden Wechselschnittstellen von Trägerstrukturen von Koordinatenmessgeräten automatisch einzuwechseln und betreiben zu können, ohne die Funktion bisheriger Sensoren zu beeinträchtigen und gleichzeitig die bisherige Messgenauigkeit zu gewährleisten. Eine bisher bereitgestellte individuelle Erkennbarkeit eines eingewechselten Sensorkopfes und eine Reproduzierbarkeit einer entsprechenden Wechselschnittstelle bezüglich der Anordnung der Elemente zueinander sollte ebenfalls weiterhin gegeben sein.
[0010] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, eine entsprechend verbessertes Verfahren, einen verbesserten Sensorkopf, ein verbessertes Trägerstrukturelement, einen verbesserten Magazinplatz und ein entsprechend verbessertes Koordinatenmessgerät anzugeben. [0011] Daher wird ein Verfahren zum automatischen Aufnehmen eines Sensorkopf eines Koordinatenmessgeräts bereitgestellt, wobei der Sensorkopf eine erste Wechselschnittstelle zum Koppeln des Sensorkopfs mit einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts aufweist, und wobei der Sensorkopf des Weiteren eine zweite Wechselschnittstelle zum Koppeln eines Kabelelements mit der Trägerstruktur aufweist, wobei die zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfs an einem sensorkopffernen Ende des Kabelelements angeordnet ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfs räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs ist, und wobei der Sensorkopf zu Beginn in einem Magazinplatz des Koordinatenmessgeräts bereitgestellt ist, wobei der Sensorkopf mit der ersten Wechselschnittstelle in einer ersten Aufnahme des Magazinplatzes aufgenommen ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle in einer zweiten Aufnahme des Magazinplatzes aufgenommen ist, mit den folgenden Schritten:
- Anfahren der ersten Aufnahme des Magazinplatzes, in der die erste Wechselschnittstelle des Sensorkopfs aufgenommen ist, Koppeln der Trägerstruktur mit der ersten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs, und Abnehmen des Sensorkopfs aus der ersten Aufnahme des Magazinplatzes, und
- Anfahren der zweiten Aufnahme des Magazinplatzes, in der die zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfs aufgenommen ist, Koppeln der Trägerstruktur mit der zweiten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs, Abnehmen des sensorkopffernen Endes des Kabelelements des Sensorkopfs aus der zweiten Aufnahme des Magazinplatzes.
[0012] Des Weiteren wird ein Trägerstrukturelement vorgeschlagen, insbesondere eine Dreh-Schwenk-Einheit, für ein Koordinatenmessgerät, mit einer ersten Wechselschnittstelle zum Koppeln des Trägerstrukturelements mit einer ersten Wechselschnittstelle eines Sensorkopfs, und wobei eine zweite Wechselschnittstelle zum Koppeln des Trägerstrukturelements mit einer zweiten Wechselschnittstelle an einem Kabelelement des Sensorkopfs, wobei die zweite Wechselschnittstelle des Trägerstrukturelements räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle des Trägerstrukturelements ist. [0013] Des Weiteren wird ein Sensorkopf für ein Koordinatenmessgerät vorgeschlagen, mit einer ersten Wechselschnittstelle zum Koppeln des Sensorkopfs mit einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts, und wobei der Sensorkopf des Weiteren ein Kabelelement und eine zweite Wechselschnittstelle zum Koppeln des Kabelelements mit der Trägerstruktur aufweist, wobei die zweite Wechselschnittstelle an einem sensorkopf- fernen Ende des Kabelelements angeordnet ist, und wobei die zweite Wechselschnittstelle räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle ist.
[0014] Des Weiteren wird ein Magazinplatz für ein Koordinatenmessgerät vorgeschlagen, mit einer ersten Aufnahme zum Aufnehmen einer ersten Wechselschnittstelle eines Sensorkopfs, wobei der Magazinplatz des Weiteren eine zweite Aufnahme zum Aufnehmen einer zweiten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs aufweist, wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme räumlich getrennt voneinander, insbesondere höhenversetzt, angeordnet sind.
[0015] Somit wird letztlich ein Koordinatenmessgerät mit zumindest einem Element aus einer Gruppe bestehend aus dem vorgeschlagenen Trägerstrukturelement oder einer seiner Ausgestaltungen, dem vorgeschlagenen Sensorkopf oder einer seiner Ausgestaltungen und dem vorgeschlagenen Magazinplatz oder einer seiner Ausgestaltungen vorgeschlagen.
[0016] Vorgeschlagen wird somit ein mehrstufiges Wechselsystem, das zum einen eine erste Wechselschnittstelle, die nach bisher bekannter Bauart ausgestaltet sein kann, zum anderen eine zusätzliche zweite Wechselschnittstelle mit entsprechend ausgestalteten Magazinplätzen nutzt, die für die zusätzliche Übertragungsmedien, wie z.B. Lichtwellenleiter oder Spezialkabel vorgesehen sein kann. Da ein solcher Sensorkopf dann im abgelegten Zustand eine lose Kabelverbindung als Wechselschnittstelle aufweist, besteht die Möglichkeit, mit einem begrenzten Fahrweg sowohl die erste Wechselschnittstelle als auch die zweite Wechselschnittstelle des Kabelelements separat zu trennen bzw. zu verbinden. Das bedeutet, dass nach dem Aufnehmen des Sensorkopfes mittels der ersten Wechselschnittstelle durch ein in dem Sensorkopf vorhandenes Identifikationssystem ermittelt werden kann, ob es sich um einen "normalen" Sensorwechsel mittels lediglich einer ersten Wechselschnittstelle handelt, oder um einen mehrstufigen Wechsel handelt, der das Verbinden einer weiteren Kabelverbindung an der zweiten Wechselschnittstelle erfordert.
[0017] Ist ein solcher mehrstufiger Wechsel erforderlich, wird eine entsprechende weitere Bewegung, die das Verbinden bzw. Trennen der zweiten Wechselschnittstelle bewirkt, ausgeführt. Dabei ist zu beachten, dass ein Bewegungsbereich des Koordi- natenmessgeräts durch das Kabelelement eingeschränkt sein kann und auch die Bewegungsbahn des Koordinatenmessgeräts genau festgelegt sein muss, da sich das Kabelelement sonst bspw. an einem Magazinplatz verfangen könnte. Sobald auch die zweite Wechselschnittstelle geschlossen ist, kann der Sensorkopf dann wie üblich zur Messung eingesetzt werden. Das Kabelelement sollte so bemessen sein, dass es die Dreh- und Schwenkbewegungen der Trägerstruktur ausgleichen kann.
[0018] Beispielsweise wird es auf diese Weise besonders vorteilhaft möglich, auch bestehende manuelle Wechselschnittstellen durch zusätzliche Elemente für einen automatischen Wechsel umzugestalten, die kostengünstig verbaut werden können und leicht zu wechseln sind. Somit ist es möglich, unterschiedliche Sensorköpfe, insbesondere auch mit sehr seltenen Schnittstellenarten, im automatischen Wechsel einzusetzen, ohne wesentliche Änderungen an bestehenden Koordinatenmessgeräten vornehmen zu müssen.
[0019] Natürlich ist es auch möglich, einen mehrstufigen Sensorwechsel in einem Wechselvorgang, d.h. einer Bewegungsabfolge, auszuführen, wenn die erste und die zweite Wechselschnittstelle so aufgebaut sind, dass mit einer einzigen Bewegung beide Wechselschnittstellen direkt gekoppelt werden und die entsprechenden Elemente aus einem Magazinplatz entnommen werden können. Dies stellt den zusätzlichen Vorteil bereit, dass sich eine Zeitdauer für den Wechselvorgang nicht erhöht.
[0020] Die eingangs gestellte Aufgabe wird daher vollkommen gelöst.
[0021] In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass zunächst der Schritt a) und anschließend der Schritt b) ausgeführt wird. [0022] Auf diese Weise kann ein bestehender Bewegungsvorgang genutzt werden, um die erste Wechselschnittstelle des Sensorkopfes mit der ersten Wechselschnittstelle der Trägerstruktur zu koppeln und den Sensorkopf aus einem entsprechenden Magazinplatz abzunehmen. Eine zweite Bewegungsabfolge kann dann dazu genutzt werden, die zusätzliche zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfes mit der entsprechenden zweiten Wechselschnittstelle der Trägerstruktur zu koppeln und aus dem Magazinplatz zu entnehmen.
[0023] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass nach dem Koppeln der Trägerstruktur mit der ersten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs ein Schritt des Auslesens einer Identifikationseinheit des Sensorkopfs erfolgt, und, wenn anhand der Identifikationseinheit erkannt wird, dass eine zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfs vorhanden ist, der Schritt b) ausgeführt wird.
[0024] Auf diese Weise kann zunächst eine erste Wechselschnittstelle des Sensorkopfes mit der ersten Wechselschnittstelle der Trägerstruktur gekoppelt werden und erkannt werden, ob noch eine weitere, zweite Wechselschnittstelle zwischen dem Sensorkopf und der Trägerstruktur verbunden werden muss. Ist dies der Fall, kann dann ein zweiter Bewegungsvorgang ausgeführt werden.
[0025] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Schritte a) und b) gleichzeitig ausgeführt werden.
[0026] Auf diese Weise kann die Zeitdauer für den gesamten Wechselvorgang wesentlich verkürzt werden.
[0027] In einer Ausgestaltung des Trägerstrukturelements kann vorgesehen sein, dass die erste Wechselschnittstelle des Trägerstrukturelements in eine erste Raumrichtung ausgerichtet ist und die zweite Wechselschnittstelle des Trägerstrukturelements ebenfalls in die erste Raumrichtung ausgerichtet ist, so dass eine Einfahrrichtung und eine Koppelungsrichtung der ersten Wechselschnittstelle und der zweiten Wechselschnittstelle identisch sind. [0028] Auf diese Weise wird ermöglicht, die erste Wechselschnittstelle und die zweite Wechselschnittstelle in einem einzigen Bewegungsvorgang anzufahren und zu koppeln. Die Einfahrrichtung und die Kopplungsrichtung können dabei identisch sein, dies ist jedoch nicht zwingend notwendig. Die Einfahrrichtung und die Kopplungsrichtung können auch verschieden voneinander sein. Durch die beschriebene Ausgestaltung wird es jedoch in jedem Fall möglich, mittels einer einzigen Einfahrbewegung und einer einzigen Koppelungsbewegung beide Wechselschnittstellen gleichzeitig zu verbinden und auch wieder zu trennen.
[0029] In einer weiteren Ausgestaltung des Trägerstrukturelements kann vorgesehen sein, dass die zweite Wechselschnittstelle des Trägerstrukturelements als Wechselschnittstelle für einen Lichtwellenleiter ausgebildet ist.
[0030] Auf diese Weise wird besonders der Einsatz von optischen Sensorköpfen, bspw. einen Weißlichtsensor, die zwingend eine Lichtwellenleiterverbindung benötigen, ermöglicht. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Lichtwellenleiter zur Datenübertragung zu nutzen, insbesondere auch in Kombination mit einem taktil messenden Sensorkopf.
[0031] In einer weiteren Ausgestaltung des Sensorkopfs kann vorgesehen sein, dass das Kabelelement ein Lichtwellenleiter ist, und wobei die zweite Wechselschnittstelle des Sensorkopfs als Wechselschnittstelle für einen Lichtwellenleiter ausgebildet ist.
[0032] Auch auf diese Weise wird es möglich, insbesondere optische Sensoren, die zwingend das Vorhandensein einer Lichtwellenleiterverbindung voraussetzen, bspw. Weißlichtsensorköpfe, einzuwechseln. Selbstverständlich eignet sich die Lichtwellenleiterverbindung auch zur Datenübertragung, insbesondere in Kombination auch mit einem taktilen Sensorkopf.
[0033] In einer weiteren Ausgestaltung des Sensorkopfes kann vorgesehen sein, dass die erste Wechselschnittstelle des Sensorkopfs derart ausgebildet ist, dass der Sensorkopf relativ zu der Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts um eine erste Rotationsachse rotierbar ist, und wobei ein sensorkopfnahes Ende des Kabelelements koaxial zu der ersten Rotationsachse angeordnet ist.
[0034] Insbesondere wenn ein Lichtwellenleiter vorhanden ist, der mittels der zweiten Wechselschnittstelle gekoppelt wird, kann es unter Umständen nicht möglich sein, den Lichtwellenleiter aufgrund der geforderten großen Biegeradien nicht durch die Achsen in einem Dreh-Schwenk-Gelenk bspw. einem RDS® von der Anmelderin in der Trägerstruktur zu führen. Kann man in einem solchen Fall das sensorkopfnahe Ende so an dem Sensorkopf anordnen, dass es zentrisch bzw. koaxial zu einer Rotationsachse des Sensorkopfes relativ zu der Trägerstruktur verläuft, kann das Kabelelement relativ kurz gehalten werden. In diesem Fall ist es lediglich notwendig, dass das Kabelelement durch seine Länge eine Rotationsbewegung einer Dreh-Schwenk-Einheit gegenüber dem Rest der Trägerstruktur ausgleichen muss, eine Bewegung um die erste Rotationsachse stellt dann eine reine Torsion für das Kabelelement dar.
[0035] In einer weiteren Ausgestaltung des Sensorkopfes kann vorgesehen sein, dass die zweite Wechselschnittstelle an dem sensorkopffernen Ende des Kabelelements als Kragenabschnitt ausgebildet ist, der das Kabelelement zumindest teilweise umgibt.
[0036] Mittels eines solchen Kragenschnitts wird es möglich, ein sensorkopffer- nes Ende eines Kabelelements positionstreu in einem Magazinplatz zu koppeln. Beispielsweise kann der Kragenabschnitt plattenförmig ausgebildet sein und an seinem Außenumfang eine Formgebung aufweisen, die in eine entsprechend komplementär ausgebildete Nut einer Aufnahme eines Magazinplatzes eingeschoben werden kann. Auf diese Weise kann das sensorkopfferne Ende des Kabelelements positionstreu und reproduzierbar angeordnet werden. Eine eventuelle Biegesteifigkeit des Kabelelements oder seine Spannung aufgrund einer vorhergehenden Biegung oder Torsion des Kabelelements bewirkt dann keine Veränderungen der Position oder Lage des Kabelelements, da es aufgrund des Kragenabschnitts in einer Aufnahme des Magazinplatzes festgehalten ist. [0037] In einer weiteren Ausgestaltung des Sensorkopfs kann vorgesehen sein, dass der Sensorkopf eine Identifikationseinheit aufweist, auf der eine Information zu dem Vorhandensein der ersten Wechselschnittstelle und der zweiten Wechselschnittstelle gespeichert ist.
[0038] Auf diese Weise wird es möglich, bei einem Koppeln der ersten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs mit einer ersten Wechselschnittstelle der Trägerstruktur auszulesen, ob eine zweite Wechselschnittstelle vorhanden ist und gekoppelt bzw.
getrennt werden muss. Diese Information kann unmittelbar in der Identifikationseinheit abgelegt sein oder kann sich auch mittelbar bspw. aus einem Typ des Sensorkopfes oder Ähnlichem ergeben.
[0039] In einer Ausgestaltung des Magazinplatzes kann vorgesehen sein, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme zum Aufnehmen einer jeweiligen Wechselschnittstelle aus derselben Raumrichtung ausgebildet sind.
[0040] Auf diese Weise ist ebenfalls möglich, ein Sensorkopf mit seiner ersten Wechselschnittstelle und einer zweiten Wechselschnittstelle derart in der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme des Magazinplatzes abzulegen, dass die erste Wechselschnittstelle und die zweite Wechselschnittstelle gleichzeitig mittels einer einzigen Bewegung einer Trägerstruktur gekoppelt und entnommen werden können.
[0041] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
[0042] Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: eine schematisierte Darstellung eines Koordinatenmessgeräts, einer Trägerstruktur, eines Sensorkopfs und eines Magazinplatzes gemäß der vorliegenden Erfindung, eine isometrische Ansicht eines Koordinatenmessgeräts, eine isometrische Ansicht eines Teilbereichs eines Koordinatenmessgeräts,
eine schematische Darstellung eines Bewegungsablaufs zum Verbinden einer ersten Wechselschnittstelle und einer zweiten Wechselschnittstelle, ein schematisiertes Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens,
Fig. 6 ein weiteres schematisiertes Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens,
Fig. 7 eine vergrößerte Detailansicht einer zweiten Wechselschnittstelle, eine weitere vergrößerte Detailansicht einer zweiten Wechselschnittstelle, und eine isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
Sensorkopfes und eines Magazinplatzes.
[0043] Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts 10 zum Vermessen eines Messobjekts 12. Das Koordinatenmessgerät 10 weist eine Trägerstruktur 14 auf, die in an sich bekannter Bauart ausgeführt sein kann. Beispielsweise kann es sich um einen Portalaufbau, einen Horizontalarmaufbau oder jeder andere geeignete Art von Trägerstruktur 14 handeln. Mit der Trägerstruktur 14 verbindbar ist ein Sensorkopf 16, bei dem es sich um einen taktilen Sensorkopf oder aber auch um einen optischen Sensorkopf oder jede andere Sensorart handeln kann. Des Weiteren weist das Koordinaten- messgerät 10 einen ersten Magazinplatz 18 auf, in dem ein Sensorkopf 16 abgelegt und gelagert werden kann. Darüber hinaus kann ein zweiter Magazinplatz 20 zur Aufnahme eines weiteren Sensorkopfs 10 und noch weitere Magazinplätze mit entsprechenden Sensorköpfen vorgesehen sein, so dass das Koordinatenmessgerät 10 mit mehreren verschiedenen Sensorköpfen 16 betreibbar ist. Zwischen den Sensorköpfen 16 kann mittels eines automatischen Wechselvorgangs gewechselt werden.
[0044] Zumindest einer der Sensorköpfe 16 weist dazu eine erste Wechselschnittstelle 22 auf. Bei dieser ersten Wechselschnittstelle 22 kann es sich um eine Wechselschnittstelle nach bisher bekannter Bauart handeln. Diese kann bspw. dazu vorgesehen sein, den Sensorkopf 16 rotierbar relativ zu der Trägerstruktur an dieser zu befestigen. Dabei können sowohl elektrische als auch mechanische Verbindungen in der ersten Wechselschnittstelle 22 vorgesehen sein. Über die erste Wechselschnittstelle hinweg können so elektrische Energie und/oder Daten und/oder Licht übertragen werden. Des Weiteren weist der Sensorkopf 16 eine zweite Wechselschnittstelle auf. Diese zweite Wechselschnittstelle 24 ist bspw. ein entsprechend ausgestaltetes Kabelelement, wie im Folgenden noch detaillierter erläutert wird, bei dem es sich insbesondere um einen Lichtwellenleiter handelt. Dieser kann zur Übertragung von Licht oder großen Datenraten dienen. Des Weiteren kann der Sensorkopf 16 eine Identifikationseinheit 26 aufweisen, die einen Typ des Sensorkopfs 16 identifiziert oder aber den Sensorkopf 16 eindeutig identifizieren kann. Auf diese Weise kann durch ein Auslesen der Identifikationseinheit 26 das Vorhandensein der ersten Wechselschnittstelle 22 und der zweiten Wechselschnittstelle 24 den übrigen Komponenten des Koordinatenmessgeräts 10 bekannt werden.
[0045] Des Weiteren weist das Koordinatenmessgerät 10 ein Trägerstrukturelement 28 der Trägerstruktur 14 auf, mit dem der Sensorkopf 16 gekoppelt wird, insbesondere drehbar gekoppelt wird. Das Trägerstrukturelement 28 kann dann wiederum relativ zu der übrigen Trägerstruktur 34 rotierbar angeordnet sein, so dass der Sensorkopf 16 insgesamt um zwei Achsen verschwenkbar ist. Ein Beispiel für ein solches Trägerstrukturelement 28 ist eine Dreh-Schwenk-Einheit wie sie bspw. unter der Bezeich- nung RDS® von der Anmelderin vertrieben wird. Das Trägerstrukturelement 28 weist entsprechend eine erste Wechselschnittstelle 30 auf, die mit der ersten Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfes 16 koppelbar ist. Entsprechend weist sie auch eine zweite Wechselschnittstelle 32 auf, die mit der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 koppelbar ist.
[0046] Des Weiteren kann das Koordinatenmessgerät 10 eine Auswertungseinheit 36 aufweisen, die in die Trägerstruktur 14 integriert sein kann, aber auch separat von dieser ausgebildet sein kann.
[0047] Wie voranstehend bereits ausgeführt wurde, weist das Koordinatenmessgerät 10 darüber hinaus zumindest einen ersten Magazinplatz 18 auf und kann darüber hinaus einen zweiten Magazinplatz 20 und/oder noch weitere Magazinplätze beliebiger Anzahl aufweisen. Jeder der Magazinplätze 18, 20 weist eine erste Aufnahme 38, die zur Aufnahme einer ersten Wechselschnittstelle 22 eines jeweiligen Sensorkopfs 16 ausgebildet ist und eine zweite Aufnahme 40 auf, die zu einer Aufnahme an einer entsprechenden zweiten Wechselschnittstelle 24 eines Sensorkopfs 16 ausgebildet ist. Sind darüber hinaus Sensorköpfe vorgesehen, die lediglich eine erste Wechselschnittstelle 22 aufweisen, kann selbstverständlich auch einer oder mehrere Magazinplätze vorgesehen sein, die lediglich eine erste Aufnahme 38 aufweisen.
[0048] Fig. 2 zeigt eine schematische isometrische Ansicht eines Koordinaten- messgeräts 10. Das Koordinatenmessgerät 10 weist eine Trägerstruktur 14 im Portalaufbau auf. Auf einer Basis 42 ist ein Portal 44 vorgesehen, das entlang der Basis 42 in eine Y-Richtung bewegbar gelagert ist. An dem Portal 44 ist wiederum ein Schlitten 46 angeordnet, der relativ zu dem Portal 44 in eine X-Richtung bewegbar ist. In dem Schlitten 46 ist wiederum eine Pinole 48 angeordnet, die relativ zu dem Schlitten in eine Z-Richtung angeordnet ist. An der Pinole 48 kann dann eine Dreh-Schwenk-Einheit 50 vorgesehen sein, an der wiederum der Sensorkopf 16 angeordnet ist. Die Dreh-Schwenk-Einheit 50 ist relativ zu der Pinole 48 drehbar. Der Sensorkopf 16 wiederum ist zu der Dreh-Schwenk- Einheit 50 relativ verdrehbar. An der Rotationsachse des Sensorkopfs 16 relativ zu der Dreh-Schwenk-Einheit 50, eine sog. B-Achse, und eine Rotationsachse der Dreh- Schwenk-Einheit 50 relativ zu der Trägerstruktur 14, eine sog. A-Achse, liegen senkrecht zueinander. Auf diese Weise ist es somit möglich, den Sensorkopf 16 sowohl translatorisch als auch rotatorisch beliebig relativ zu dem Messobjekt 12 anzuordnen, um dieses zu vermessen. In der dargestellten Ausführungsform eines Portalaufbaus bilden das Portal 44, der Schlitten 46, die Pinole 48 und die Dreh-Schwenk-Einheit 50 die Trägerstruktur 14 aus.
[0049] Das Koordinatenmessgerät 10 kann des Weiteren die bereits voranstehend benannte Auswertungseinheit 36 aufweisen, die als Bestandteil der Trägerstruktur 14 oder der Basis 42 ausgebildet sein kann, aber auch separat angeordnet sein kann. Des Weiteren ist eine Ausgabeeinheit 52 vorgesehen und eine Eingabeeinheit 54 vorgesehen, die als Teil der Auswertungseinheit 36 ausgebildet sein können, aber auch separat davon ausgebildet sein können. Bei der Ausgabeeinheit 52 kann es sich bspw. um einen Bildschirm handeln. Bei der Eingabeeinheit 54 kann es sich bspw. auch um eine Tastatur, eine Maus, oder eine andere geeignete Eingabeeinheit handeln.
[0050] Des Weiteren weist das Koordinatenmessgerät 10 zumindest den ersten Magazinplatz 18 auf, der in die erste Aufnahme 38 und die zweite Aufnahme 40 aufweist. Der Einfachheit halber ist in der Fig. 2 lediglich der erste Magazinplatz 18 dargestellt. Selbstverständlich können darüber hinaus weitere Magazinplätze 20 vorgesehen sein. Der Magazinplatz 18 ist in der dargestellten Ausführungsform an dem Portal 44 befestigt. Darüber hinaus kann jedoch auch in einem Messbereich weitere Aufstellungsorte für einen Magazinplatz 18 gewählt sein, wie diese bspw. mittels der Platzhalter 56 und 58 angedeutet sind. Diese liegen bspw. auf der Basis 12.
[0051] Des Weiteren weist ein Koordinatenmessgerät 10 in üblicher Weise eine Skala in X-Richtung, eine Skala in Y-Richtung 61 und eine Skala in Z-Richtung 62 auf, um eine Position des Portals, des Schlittens und der Pinole eindeutig bestimmen zu können und eine Bewegung des Sensorkopfes 16 zu regeln.
[0052] Fig. 3 zeigt eine schematisierte vergrößerte Detailansicht, die den neuen Magazinplatz 18 zusammen mit einem entsprechend angepassten Trägerstrukturelement 28 und einem entsprechend angepassten Sensorkopf 16 zeigt. Der Sensorkopf 16 weist ein Kabelelement 64 auf, das mit einem sensornahen Ende 70 an dem Sensorkopf 16 befestigt ist. Wie im Folgenden noch detaillierter ausgeführt wird, ist das sensornahe Ende 70 koaxial zu einer ersten Rotationsachse 94 des Sensorkopfes 16 relativ zu dem Trägerstrukturelement 28 ausgebildet. In der Darstellung in Fig. 3 ist diese erste Rotationsachse 94 in gestrichelten Linien dargestellt. Diese erste Rotationsachse 94 ergibt sich, wenn der Sensorkopf 16 mit der Dreh-Schwenk-Einheit 50 drehbar gekoppelt ist.
[0053] Ein sensorfernes Ende 72 des Kabelelements 64 weist einen Kragenabschnitt 66 auf. Die detaillierte Ausgestaltung des Kragenabschnitts 66 wird im Folgenden noch erläutert. Der Kragenabschnitt 66 ist dazu ausgebildet, in einer zweiten Aufnahme 40 des Magazinplatzes 18 aufgenommen zu werden. Der Kragenabschnitt 66 ist dabei rotationsfest in der zweiten Aufnahme angeordnet, so dass eine Torsionsspannung oder Biegespannung des Kabelelements 64 keine Änderung seiner Position und die Lage bewirken kann. Bei dem Kabelelement 64 kann es sich in eine der Ausgestaltungen bspw. um einen Lichtwellenleiter oder um jede andere Art von Kabelelement handeln.
[0054] Der Magazinplatz 18 weist darüber hinaus eine erste Aufnahme 38 für den Sensorkopf 16 auf, in dem dessen erste Wechselschnittstelle 22 aufgenommen ist. Diese erste Aufnahme 38 ist in an sich bekannter Weise ausgestaltet mit einem entsprechenden Rollenklappelement 74, das zum Schutz der ersten Wechselschnittstelle 22 dient.
[0055] Die Dreh-Schwenk-Einheit 50 bzw. das Trägerstrukturelement 28 mit der Trägerstruktur 14 ist relativ zu der Trägerstruktur 14 um eine weitere Rotationsachse 96 drehbar. Das Trägerstrukturelement 28 weist eine erste Wechselschnittstelle 30, mit der aus der Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16 gekoppelt werden kann. Des Weiteren weist das Trägerstrukturelement 28 eine zweite Wechselschnittstelle 32 auf, mit der es mit der zweiten Wechselschnittstelle des Sensorkopfs 16 gekoppelt werden kann. Von der zweiten Wechselschnittstelle 32 aus führt eine Kabelfortführung 68 bspw. zu der Auswertungseinheit 36 oder einem anderen Element des Koordinatenmessgeräts 10. In der dargestellten externen Fortführung kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Kabelfortführung im Inneren der Trägerstruktur 14 verläuft. [0056] Aus den in der Fig. 3 dargestellten abgelegten Position des Sensorkopfs 16 in dem Magazinplatz 18 kann dieser automatisch wie im Folgenden beispielhaft anhand der Figuren 4a bis 4f erläutert entnommen werden.
[0057] In Fig. 4a ist eine Ausgangsposition zum Aufnehmen des Sensorkopfs 16 mittels der Dreh-Schwenk-Einheit 50 dargestellt. Der Sensorkopf 16 ist, wie voranstehend im Zusammenhang mit der Fig. 3 ausgeführt, in dem Magazinplatz 18 aufgenommen. Dabei ist eine erste Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16 in der erste Aufnahme 38 aufgenommen und die zweite Wechselschnittstelle 24 des Kabelelements 64 des Sensorkopfs 16 in der zweiten Aufnahme 40 des Magazinplatzes 18 aufgenommen. Die Dreh-Schwenk-Einheit 50 weist ebenfalls eine entsprechende erste Wechselschnittstelle 30 auf, die in Kontakt mit ersten Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16 gebracht werden muss. Entsprechend weist die Dreh-Schwenk-Einheit 50 eine zweite Wechselschnittstelle 32, die in Kontakt mit der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 gebracht werden muss. Dabei sind die erste Wechselschnittstelle 30 und die zweite Wechselschnittstelle 32 in dieselbe Raumrichtung 88 ausgerichtet. Das Gleiche gilt für die erste Wechselschnittstelle 22 und die zweite Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs. Entsprechend sind die erste Aufnahme 38 und die zweite Aufnahme 40 des Magazinplatzes 18 entsprechend ausgerichtet, so dass eine gleichzeitige Kopplung der ersten Wechselschnittstellen 22, 30 und der zweiten Wechselschnittstelle 24, 32 ermöglicht ist.
[0058] Wie aus dem Übergang der Fig. 4b zu der Fig. 4c ersichtlich ist, fährt die Dreh-Schwenk-Einheit 50 zunächst das Rollenklappenelement 74 an, um die erste Wechselschnittstelle 22 freizugeben. Dann ist es möglich, dass die Dreh-Schwenk-Einheit 50 entlang der Rolle 75 des Rollenklappenelements 74 nach unten in der Fig. 4d dargestellte Position fährt. Eine Einfahrrichtung und Kopplungsrichtung 76 fällt in der dargestellten Ausführungsform zusammen. Es ist daher möglich, die Dreh-Schwenk-Einheit 50 in Richtung des mit dem Bezugszeichen 76 bezeichneten Pfeils in der Fig. 4d zu bewegen, um sowohl die erste Wechselschnittstelle 22, 30 als auch die zweite Wechselschnittstelle 24, 32 gleichzeitig zu koppeln, um den in der Fig. 4e dargestellten Zustand zu erreichen. Durch ein Bewegen der Dreh-Schwenk-Einheit 50 in der in Fig. 4e dargestellten Entnah- merichtung 78 ist es dann möglich, den gekoppelten Sensorkopf 16 aus dem Magazinplatz 18 zu entnehmen.
[0059] Ein Ablegen des Sensorkopfs 16 im Magazinplatz 18 erfolgt dann entsprechend in umgekehrter Reihenfolge, wobei selbstverständlich erneut das Rollenklappenelement 74 zunächst zu dem geöffneten Zustand bewegt werden muss.
[0060] In der Fig. 5 ist ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens 100 dargestellt. Das Verfahren beginnt mit dem Schritt 102. Wie bereits voranstehend erläutert wurde, erfolgt zunächst ein erstes Anfahren 104 an eine erste Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16, der in dem Magazinplatz 18 abgelegt ist. Dann erfolgt ein erstes Ankoppeln 106 einer ersten Wechselschnittstelle 30 der Trägerstruktur 14 an die erste Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16. Dann erfolgt ein erstes Entnehmen 108 der ersten Wechselschnittstelle 22 verbundenen Teilabschnitts des Sensorkopfs 16. Die Schritte 104, 106, 108 können zusammengenommen einen Schritt a bilden, der mit dem Bezugszeichen 1 10 gekennzeichnet ist. Des Weiteren kann ein zweites Anfahren 1 12 der in der zweiten Aufnahme 40 des Magazinplatzes 18 befindlichen zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 erfolgen. Darauffolgend würde in einem Schritt 1 14 eine zweite Wechselschnittstelle 32 des Trägerstrukturelements 28 mit der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs gekoppelt. Darauf erfolgt ein Abnehmen der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs und dem damit verbundenen Kabelelement 64 aus der zweiten Aufnahme 40. Die Schritte 1 12, 1 14, 1 16 sind als Schritt b) zusammengefasst mit dem Bezugszeichen 1 18 gekennzeichnet. Die Schrittabfolgen 1 10 und 1 18 können in der dargestellten Reihenfolge aber auch in anderer Reihenfolge, d.h. zunächst die Schrittabfolge 1 18 und dann die Schrittabfolge 1 10 ausgeführt werden. Des Weiteren ist es, wie im Folgenden noch erläutert wird, möglich, dass die Schrittabfolgen 1 10 und 1 18 gleichzeitig durchgeführt werden, wie dies auch im Zusammenhang mit den Figuren 4a bis 4f beschrieben wurde.
[0061] Des Weiteren ist in der Fig. 5 ein Schritt 120 des Auslesens einer in der Identifikationseinheit 26 des Sensorkopfs 16 dargestellt. Dieses Auslesen kann im An- schluss an das erste Ankoppeln 106 erfolgen. Das Auslesen 120 kann also unmittelbar nach dem Schritt 106 aber auch erst nach dem Schritt 108 des Entnehmens aus der Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16 erfolgen. In dem Schritt 120 wird dann die Identifikationseinheit 26 des Sensorkopfs 16 ausgelesen und in dem Koordinatenmessge- rät 10 bestimmt, ob eine zweite Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 vorhanden ist. Ist dies der Fall, folgt daraufhin die Schrittabfolge 1 18, worauf das Verfahren dann in einem Stoppschritt 122 endet. Ist dies nicht der Fall, endet das Verfahren unmittelbar in dem Stoppschritt 122.
[0062] In der Fig. 6 ist eine Ausführungsform des Verfahrens 100' dargestellt, die zum gleichzeitigen Ausführen der Schrittabfolge 1 10 und 1 18 dient. Dies wurde auch bereits im Zusammenhang mit den Figuren 4a bis 4f beschrieben.
[0063] Ein derartiges Verfahren beginnt ebenfalls in einem Schritt 102. Gleichzeitig werden dann die Schritte 104 und 1 12 ausgeführt, wobei das Trägerstrukturelement 28 an dem Magazinplatz und die in der ersten und zweiten Aufnahme 38, 40 befindliche erste und zweite Wechselschnittstelle 22, 24 des Sensorkopfs 16 herangefahren wird. Dann finden gleichzeitig die Schritte 106 und 1 14 des Koppeins der ersten Wechselschnittstelle 30 des Trägerstrukturelements 28 mit der ersten Wechselschnittstelle 22 des Sensorkopfs 16 statt. Des Weiteren wird gleichzeitig die zweite Wechselschnittstelle 32 des Trägerstrukturelements 28 mit der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 gekoppelt. Anschließend werden dann die Schritte 108 und 1 16 gleichzeitig ausgeführt und der Sensorkopf 16 aus dem Magazinplatz 18 entnommen. Das Verfahren endet dann in einem Schritt 122.
[0064] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass sowohl die erste 22, 30 als auch die zweite Wechselschnittstelle 24, 32 zum Aufnehmen des Sensors eine mechanische feste Zuordnung aufweist, damit die Aufnahme des Sensorkopfs 16 in einem Zug erfolgen kann. Eine Einfahrrichtung und eine Kopplungsrichtung der einzelnen Wechselschnittstellen 22, 24, 30, 32 müssen dazu jedoch in Richtung und Länge gleich sein.
[0065] In der Fig. 7 ist noch einmal detailliert vergrößert der Bereich der zweiten Wechselschnittstelle 32 des Trägerstrukturelements 28 und der zweiten Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 dargestellt, die das Kabelelement 64 mit seinem Kragenabschnitt 66 trägt. Erkennbar ist, dass der Kragenabschnitt 66 derart ausgebildet, bspw. rechteckig, dass er in die zweite Aufnahme 40 eingeschoben und dann nicht mehr verdreht werden kann. Auf diese Weise ist das sensorferne Ende des Kabelelements 64 rotationsfest und in eindeutiger Lage und Ausrichtung angeordnet, so dass eine Koppelung stattfinden kann. Die zweite Aufnahme 40 weist bspw. eine magnetische Schließeinrichtung 80 auf, die die zweite Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 sicher in der Aufnahme 40 hält. Mit einer in ihrer Höhe von der Magnetkraft abhängigen Zugkraft durch das Dreh-Schwenk-Gelenk 50 kann diese feste Anordnung überwunden werden und die zweite Wechselschnittstelle 24 aus der Aufnahme 40 "herausgerissen" werden.
[0066] Wie in der Fig. 7 dargestellt, kann für die zweite Wechselschnittstelle 24 des Sensorkopfs 16 und der Trägerstruktur 14, um einen E-2000-Stecker handeln, wie er von der Firma Diamond S.A., Schweiz vertrieben wird. Alternativ kann bspw. auf eine CAT6-Steckverbindung vorgesehen sein.
[0067] In der Fig. 8 ist die in der Fig. 7 dargestellte Anordnung, in einem teilweise gelösten Zustand gezeigt. Der Kragenabschnitt 66 weist eine Nut auf, die mit der Aufnahme 40 als Feder zusammenwirkt. Auf diese Weise kann der Kragenabschnitt 66 in die Aufnahme 40 geschoben werden. So sind Lage und Position festgehalten. In einer Nut 84 des Kragenabschnitts 66 ist ein Verriegelungskontakt 86 vorgesehen ist, der bei Einschieben des Kragenabschnitts 66 in die Aufnahme 40 betätigt wird. Auf diese Weise wird eine mechanische Verriegelung der zweiten Wechselschnittstellen 24, 32, die bspw. ein Typ E-2000-Stecker oder ein CAT6-Stecker sind, gelöst, so dass die entsprechende Kabelverbindung getrennt werden kann.
[0068] In der Fig. 9 ist hier noch eine weitere Ausführungsform für einen Magazinplatz 18, einen Sensorkopf 16 und ein Trägerstrukturelement 28 dargestellt. Hier zur Kenntnis, kann durchaus eine dritte Wechselschnittstelle 92 an der Trägerstruktur 14 angeordnet sein, die zum Bereitstellen einer weiteren Kabelverbindung 97 dient. Die Wechselschnittstelle 92 ist wie die zweite Wechselschnittstelle 32 ausgebildet. Entsprechend weist auch der Magazinplatz eine dritte Aufnahme 90 auf, die der zweiten Aufnahme 40 entsprechend gebildet und dazu dient, die dritte Wechselschnittstelle (nicht dargestellt) als Sensorkopf 16 aufzunehmen. Auf diese Weise kann ein Sensorkopf 16 auch mit mehreren Kabelverbindungen 64 bereitgestellt sein, die allesamt in einem Zug mit der Trägerstrukturelement 28 verbunden werden können.
[0069] Es kann somit vorgesehen sein, dass die Trägerstruktur mehr als eine zweite Wechselschnittstelle aufweist. Entsprechend kann auch vorgesehen sein, dass der Sensorkopf 16 mehr als eine zweite Wechselschnittstelle 24 aufweist. Entsprechend kann auch vorgesehen sein, dass der Magazinplatz 18, 20 mehr als eine zweite Aufnahme 40 aufweist. In dem Verfahren 100 kann entsprechend vorgesehen sein, dass die Schrittabfolge 18 bzw. der Schritt b) mehrfach ausgeführt wird. Insbesondere kann die Schrittabfolge 1 18 sofort ausgeführt werden, bis alle Kabelverbindungen 64 gekoppelt sind.
Selbstverständlich kann auch hier vorgesehen sein, dass eine Kopplung aller zweiten Wechselschnittstellen 24, 32 gleichzeitig erfolgt.
[0070] Selbstverständlich kann auch hier eine sukzessive Aufnahme erfolgen. Eine sukzessive Aufnahme kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn durch des mechanischen Aufbaus des Trägerstrukturelements 28 und des Sensorkopfs 16 nicht die Möglichkeit besteht, den Wechselvorgang in einem Zug durchzuführen. Dies kann bspw. dann notwendig sein, wenn die Art des Sensorkopfs 16 bzw. die zum Koppeln der entsprechenden ersten Schnittstellen 22, 30 notwendige Bewegung und die zum Koppeln der zweiten Wechselschnittstellen 24, 32 notwendige Bewegung mechanisch nicht miteinander vereinbar sind.

Claims

Patentansprüche Verfahren (100) zum automatischen Aufnehmen eines Sensorkopfs (16) eines Koordinatenmessgerats (10), wobei der Sensorkopf (16) eine erste Wechselschnittstelle (22) zum Koppeln des Sensorkopfs (16) mit einer Trägerstruktur (14) des Koordinatenmessgerats (10) aufweist, und wobei der Sensorkopf (16) des Weiteren eine zweite Wechselschnittstelle (24) zum Koppeln eines Kabelelements (64) mit der Trägerstruktur (14) aufweist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) an einem sensorkopffernen Ende (72) des Kabelelements (64) angeordnet ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16) ist, und wobei der Sensorkopf (16) zu Beginn in einem Magazinplatz (18) des Koordinatenmessgeräts (10) bereitgestellt ist, wobei der Sensorkopf (16) mit der ersten Wechselschnittstelle (22) in einer ersten Aufnahme (38) des Magazinplatzes (18) aufgenommen ist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) in einer zweiten Aufnahme (40) des Magazinplatzes (18) aufgenommen ist, mit den folgenden Schritten: a) Anfahren (104) der ersten Aufnahme (38) des Magazinplatzes (18), in der die erste Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16) aufgenommen ist, Koppeln (106) der Trägerstruktur (14) mit der ersten Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16), und Abnehmen (108) des Sensorkopfs (16) aus der ersten Aufnahme (38) des Magazinplatzes (18), und b) Anfahren (1 12) der zweiten Aufnahme (40) des Magazinplatzes (18), in der die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) aufgenommen ist, Koppeln (1 14) der Trägerstruktur (14) mit der zweiten Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16), Abnehmen (1 16) des sensorkopffernen Endes (72) des Kabelelements (64) des Sensorkopfs (16) aus der zweiten Aufnahme (40) des Magazinplatzes (18).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, das zunächst der Schritt a) und anschließend der Schritt b) ausgeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem
Koppeln der Trägerstruktur (14) mit der ersten Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16) ein Schritt des Auslesens (120) einer Identifikationseinheit (26) des Sensorkopfs (16) erfolgt, und, wenn anhand der Identifikationseinheit (26) erkannt wird, dass eine zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) vorhanden ist, der Schritt b) ausgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte a) und b) gleichzeitig ausgeführt werden.
5. Trägerstrukturelement (28), insbesondere Dreh-Schwenk-Einheit (50), für ein
Koordinatenmessgerät (10), mit einer ersten Wechselschnittstelle (30) zum Koppeln des Trägerstrukturelements (28) mit einer ersten Wechselschnittstelle (22) eines Sensorkopfs (16), und gekennzeichnet durch eine zweite Wechselschnittstelle (32) zum Koppeln des Trägerstrukturelements (28) mit einer zweiten Wechselschnittstelle (24) an einem Kabelelement (64) des Sensorkopfs (16), wobei die zweite Wechselschnittstelle (32) des Trägerstrukturelements (28) räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle (30) des Trägerstrukturelements (28) ist.
6. Trägerstrukturelement (28) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselschnittstelle (30) des Trägerstrukturelements (14) in eine erste Raumrichtung (88) ausgerichtet ist und die zweite Wechselschnittstelle (32) des Trägerstrukturelements (14) ebenfalls in die erste Raumrichtung (88) ausgerichtet ist, so dass eine Einfahrrichtung und eine Koppelungsrichtung (78) der ersten Wechselschnittstelle (30) und der zweiten Wechselschnittstelle (32) identisch sind.
7. Trägerstrukturelement (28) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wechselschnittstelle (32) des Trägerstrukturelements (28) als Wechselschnittstelle für einen Lichtwellenleiter ausgebildet ist.
8. Sensorkopf (16) für ein Koordinatenmessgerät, mit einer ersten Wechselschnittstelle (22) zum Koppeln des Sensorkopfs (16) mit einer Trägerstruktur (14) des Koordinatenmessgeräts (10), und dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (16) des Weiteren ein Kabelelement (64) und eine zweite Wechselschnittstelle (24) zum Koppeln des Kabelelements (64) mit der Trägerstruktur (14) aufweist, wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) an einem sensorkopffernen Ende (72) des Kabelelements (64) angeordnet ist, und wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) räumlich getrennt von der ersten Wechselschnittstelle (22) ist.
9. Sensorkopf (16) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelelement (64) ein Lichtwellenleiter ist, und wobei die zweite Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) als Wechselschnittstelle für einen Lichtwellenleiter ausgebildet ist.
10. Sensorkopf (16) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselschnittstelle (22) des Sensorkopfs (16) derart ausgebildet ist, dass der Sensorkopf (16) relativ zu der Trägerstruktur (14) des Koordinatenmessgeräts (10) um eine erste Rotationsachse (94) rotierbar ist, und wobei ein sensorkopfnahes Ende (70) des Kabelelements (64) koaxial zu der ersten Rotationsachse (94) angeordnet ist.
1 1 . Sensorkopf (16) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet dass die zweite Wechselschnittstelle (24) an dem sensorkopffernen Ende (72) des Kabelelements (64) als Kragenabschnitt (66) ausgebildet ist, der das Kabelelement (64) zumindest teilweise umgibt.
12. Sensorkopf (16) nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sensorkopf (16) eine Identifikationseinheit (26) aufweist, auf der eine In- formation zu dem Vorhandensein der ersten Wechselschnittstelle (22) und der zweiten Wechselschnittstelle (24) gespeichert ist.
13. Magazinplatz (18; 20) für ein Koordinatenmessgerät (10), mit einer ersten Aufnahme (38) zum Aufnehmen einer ersten Wechselschnittstelle (22) eines Sensorkopfs (16), dadurch gekennzeichnet, dass der Magazinplatz (18; 20) des Weiteren eine zweite Aufnahme (40) zum Aufnehmen einer zweiten Wechselschnittstelle (24) des Sensorkopfs (16) aufweist, wobei die erste Aufnahme (38) und die zweite Aufnahme (40) räumlich getrennt voneinander, insbesondere höhenversetzt, angeordnet sind.
14. Magazinplatz nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (38) und die zweite Aufnahme (40) zum Aufnehmen einer jeweiligen Wechselschnittstelle (22, 24) aus derselben Raumrichtung (88) ausgebildet sind.
15. Koordinatenmessgerät (10) mit zumindest einem Element aus einer Gruppe
bestehend aus einem Trägerstrukturelement (28) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, einem Sensorkopf (16) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, und einem Magazinplatz (18; 20) nach Anspruch 13 oder 14.
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