EP4352450A1 - Vorrichtung und verfahren zur messtechnischen erfassung von eigenschaften von messobjekten - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur messtechnischen erfassung von eigenschaften von messobjekten

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Publication number
EP4352450A1
EP4352450A1 EP23731516.3A EP23731516A EP4352450A1 EP 4352450 A1 EP4352450 A1 EP 4352450A1 EP 23731516 A EP23731516 A EP 23731516A EP 4352450 A1 EP4352450 A1 EP 4352450A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
unit
measurement
measuring
module
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.)
Pending
Application number
EP23731516.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hannes Loferer
Andreas Liebl
Thomas Wisspeintner
Bernhard Schierz
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.)
Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
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 Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG filed Critical Micro Epsilon Messtechnik GmbH and Co KG
Publication of EP4352450A1 publication Critical patent/EP4352450A1/de
Pending 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
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for the metrological recording of properties of measurement objects, with a measuring device having at least one positioning unit and at least one measuring unit, a calculation module and an evaluation module, the positioning unit positioning the measurement object and the measuring unit relative to one another and the measuring unit measuring values or measurement data of the Measurement object is recorded, whereby an image of the measurement object can be generated by the calculation module from the position data and the measurement data.
  • the invention further relates to a method for measuring the properties of measurement objects.
  • Such measuring devices usually consist of a positioning unit, a measuring unit and an evaluation unit.
  • the positioning unit is used to move the measurement object into a measurement position relative to the measurement unit or to position the measurement unit relative to the measurement object.
  • the measuring unit records properties of the measurement object using a measuring system that works according to a physical measurement principle adapted to the properties of the measurement object to be examined.
  • the evaluation unit controls the positioning unit and records the measured values of the measuring unit.
  • the control signals from the positioning unit are transmitted via an interface, as are the measured values or measurement data from the sensor unit. Due to greater flexibility, digital interfaces are now predominantly used. A distinction is made between the (physical) hardware interface and the software protocol running over it.
  • Different levels are defined for digital interfaces, of which the lowest level usually forms the (physical) hardware interface. Above this there are different levels of software protocols, starting from Transport layers up to the top level of the application layer (e.g. according to the ISO/OSI reference model or the TCP/IP reference model). The data transmitted in this way is then further processed and visualized in the evaluation unit or forwarded to higher-level controls for further use.
  • Transport layers e.g. according to the ISO/OSI reference model or the TCP/IP reference model.
  • Layer 1 Physical Layer
  • Simple serial interfaces are shown there, such as RS-232 or RS-422, which are still used today.
  • Layer 2 Data Link Layer
  • Layer 3 Network Layer
  • IP Internet Protocol
  • Layer 4 Transport Layer
  • UDP User Datagram Protocol
  • TCP Transmission Control Protocol
  • Layers 1 to 4 describe the standardization of the network-related layers used, i.e. the way “how” data is transferred between the measuring unit, positioning unit and evaluation unit.
  • the semantics of the transmitted data is proprietary, manufacturer-specific.
  • layers 5 to 7 which define the structure and meaning of the data, i.e. “what” is to be transmitted.
  • the protocols that work with application programs are located there.
  • TCP/IP reference model Another representation of the layer model is the TCP/IP reference model with four layers built on top of each other. The first three largely correspond to layers 1 to 4 of the ISO/OSI model. The application layer then sits on top of this as the final layer.
  • Digital interfaces for industrial applications usually contain freely definable areas, with which specific parameters suitable for the respective application can be specified by the user, for example for measuring units such as sensors or cameras or positioning units such as linear axes or robots. These are used to parameterize the associated unit.
  • Such interfaces are usually assigned to the higher layers of the reference models, as it is there that “what” is to be transferred is determined (in the example, the application or user-specific parameters).
  • interfaces with a transmission protocol according to specified standards for all types of measuring systems. Examples of such interfaces are l 2 C, IO-Link or CAN bus. Interfaces such as GigE Vision or CameraLink have been established for optical measuring equipment, especially cameras. With the help of freely definable areas, certain camera parameters such as exposure time, resolution, frame rate, etc. can be set in order to adapt the camera to the respective measurement task.
  • Known measuring devices use separate interfaces for the control or regulation of the positioning unit and the transmission of the measured values of the measuring unit, for example GigE Vision for the camera and EtherCAT for the positioning unit.
  • the interfaces are then often addressed via proprietary application software in order to establish communication between the measuring or positioning unit and the evaluation unit.
  • This application software must therefore serve two interfaces, namely an interface for the positioning unit and an interface for the measuring unit.
  • Proprietary means that the manufacturer of the measuring device creates its own application software that is able to exchange and process data with the measuring unit and the positioning unit and provide this to the user to be made available in an appropriate form.
  • Two interfaces must be programmed, namely one for the interface to the positioning unit and a second for the interface to the measuring unit.
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a device and a method of the type mentioned in such a way that the properties of the measurement object can be recorded with little programming effort.
  • the above object is achieved in relation to the device by the features of claim 1.
  • the device in question is for the metrological recording of properties of measurement objects, with a measuring device having at least one positioning unit and at least one measuring unit, a calculation module and an evaluation module, the positioning unit positioning the measurement object and the measurement unit relative to one another and the measuring unit receiving measurement data of the measurement object recorded, wherein an image of the measurement object can be generated by the calculation module from the position data and the measurement data, characterized in that a standardized interface for transmitting data is formed between the calculation module and the evaluation module, and that the transmitted data includes both data from the measuring unit and Positioning unit data is.
  • the above task is solved by the features of independent claim 9.
  • This provides a method for measuring properties of measurement objects, in particular with a device according to one of claims 1 to 8, with a measuring device having at least one positioning unit and at least one measuring unit, a calculation module and an evaluation module, wherein the measurement object and the measurement unit are positioned relative to one another by the positioning unit and measurement data of the measurement object are recorded by the measurement unit, with an image of the measurement object being generated by the calculation module from the position data and the measurement data, with both data from the measurement unit and data from the measurement unit via a standardized interface between the calculation module and the evaluation module Data from the positioning unit can also be transferred.
  • data intended for the positioning unit can also be transmitted via the same interface, or vice versa.
  • freely definable areas of the interface or freely definable areas in the interface protocol can be used to transport data for the positioning unit.
  • the freely definable areas can be present, for example, as a defined block in the data stream, or as an addressable memory area, or as a data area in a configuration file (e.g. xml file).
  • a standardized interface can be used and no proprietary software has to be created. It is also advantageous that standardized or commercially available standard software can also be used for further processing of the data (measurement data and position data), provided that the standard software supports this standardized interface.
  • the teaching according to the invention can have the following features:
  • This interface is standardized, but can have specific, freely definable or parameterizable areas.
  • a positioning unit for example a linear axis, xy table, manipulator, robot or similar device, with which an object in space can be brought into a possibly predeterminable position relative to another object.
  • a measuring unit for example a measuring device, sensor, camera, scanner for recording geometric (e.g. distance, position, contour, geometry, etc.), optical (e.g. color, level of gloss, texture, etc.) or other properties (e.g. magnetic properties, roughness , etc.) of a measurement object or its surface.
  • geometric e.g. distance, position, contour, geometry, etc.
  • optical e.g. color, level of gloss, texture, etc.
  • other properties e.g. magnetic properties, roughness , etc.
  • the control unit can be a computer (e.g. industrial PC, microcontroller, PLC) which, on the one hand, specifies the control commands for a control module of the positioning unit and, on the other hand, the position data of the positioning unit with the measured values or measurement data of the Measuring unit is calculated into a consistent data set and thus an image of the measurement object is created.
  • a computer e.g. industrial PC, microcontroller, PLC
  • the interface can advantageously be a digital interface with a standardized protocol (e.g. GenICam for image processing), which connects the billing module and the evaluation module.
  • GenICam for image processing
  • Generic Interface for Cameras which is maintained by the European Machine Vision Association (EMVA).
  • GenICam offers the possibility of mapping additional parameters in addition to the settings defined in the standard.
  • the structure for embedding the additional parameters is again specified by the standard.
  • GenICam ensures that the server (in this case the billing module) describes its behavior via an xml file (the so-called GenICam.xml).
  • This file contains, for example, freely definable areas:
  • GenICam offers the possibility that, in addition to the aforementioned camera-specific parameters, additional user-defined parameters can also be transmitted via the same interface, which can be used to control the positioning unit.
  • user-defined characteristics so-called features
  • SFNC Standard Features Naming Convention
  • these can be parameters such as o measuring speed of the measuring unit o Positioning speeds o Axis limits o Acceleration ramps
  • features can be grouped into categories. It is then useful to form a category, for example, for the parameters that are intended for the positioning unit.
  • the measuring unit can advantageously record one-dimensional (point sensor), two-dimensional (line scanner) or three-dimensional (camera) measured values or measurement data. Furthermore, a multi-dimensional image of the measurement object could be achieved by moving (along predetermined trajectories) the measurement unit or the measurement object (only a relative movement is necessary) using the positioning unit. The measurements could be captured depending on the (relative or absolute) position and a 2D or 3D data set could be generated that corresponds to an image or a point cloud (both referred to in this disclosure as an “image”).
  • image is to be understood in the general sense; in particular, an image can also include measured values that do not represent an image in the actual sense, but rather a spatial arrangement of measured values such as a temperature distribution, color distribution, etc.
  • a distance sensor that measures points (e.g. laser triangulation sensor) by scanning the surface in two axes (x and y axes) an image of the surface or the surface contour can be generated.
  • points e.g. laser triangulation sensor
  • measurement units and the images that can be created with them can be:
  • the distribution of the surface temperature of a measurement object is determined via a temperature sensor
  • the geometry and/or the roughness of the surface of a measurement object is determined via a confocal sensor
  • the color gradient of the surface of a measurement object is determined via a color sensor
  • an image of the surface of a measurement object is created using a line scanner in one axis
  • an image of the surface of a measurement object is created directly via a camera
  • the thickness of a measurement object is determined using one or more displacement or position sensors.
  • the position of the measurement object in space relative to the measuring unit is known in the device according to the invention and the method according to the invention, since the positioning unit either contains an integrated position measurement or the position is determined with external sensors. A high absolute accuracy of the positioning unit is not necessarily required. It is also conceivable that an image is generated without position measurement if, for example, the positioning unit moves uniformly, i.e. at the same speed. In this case, knowing the starting point is sufficient. The starting point could also be a feature of the measurement object (e.g. edge), when detected by the measuring unit a trigger signal is generated.
  • a component of the evaluation unit is an evaluation module that carries out the evaluation operations desired by the user on the image of the measurement object. This can be, for example, the evaluation of certain geometric properties of the measurement object such as shape deviation, dimensional accuracy or dimensions.
  • the positioning unit can have a control module, so that control takes place via the control module. It is conceivable that control signals for the drive (motor, linear drive) are calculated in the calculation module from the parameters transmitted via the freely definable area of the interface. It is particularly advantageous if position data is also transmitted in addition to the control parameters. A subsequent evaluation module is then able to read out and process this data (in both directions), provided that the evaluation module supports the standard of the standardized interface, for example the GenICam standard. For example, the measurement data can be assigned to the position data in the control module and an image of the measurement object can thus be created. This image could then be transmitted via the standardized interface to the evaluation unit for further evaluation to the evaluation module. In a completely similar way, freely definable areas of an interface for positioning units could also be used to parameterize a measuring unit.
  • the measuring device could have a control unit for controlling the positioning unit.
  • the billing module could be arranged in the control unit.
  • the preprocessing of the data could then take place in the accounting module of the measuring device.
  • modeling could already take place in the control unit. This means that the manufacturer could already model the measuring device in the control unit.
  • the measuring device then behaves externally like a standard-compatible unit with device-specific characteristics.
  • the standardized interface to an evaluation unit then offers the possibility of using commercially available evaluation units use. This can, for example, be any computer that the user already owns or purchases, on which standard evaluation software (such as the already mentioned Halcon) runs as an evaluation module.
  • the measuring device itself acts as a GenICam server, which transmits data (images) compatible with the standard to any evaluation software or evaluation units compatible with the standard.
  • the device according to the invention has features that can include a procedural expression. These features and the advantages achieved thereby can explicitly be part of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a measuring device
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the exemplary embodiment according to FIG. 1 comprising functional units according to the prior art
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the exemplary embodiment according to FIG. 1 comprising functional units according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the exemplary embodiment according to FIG. 1, comprising a further exemplary embodiment of functional units according to the invention
  • Fig. 5 shows a schematic representation of the structure of the xml file in the GenICam standard.
  • Fig. 1 shows a device for measuring the properties of a measurement object 9.
  • the device has a measuring device 1 and an evaluation unit 2.
  • the measuring device 1 contains a measuring unit 3 and a positioning unit 4 in the form of an xy table, in which a first linear slide 5 can be moved in the x direction 6 (symbolized by the double arrow) and a second linear slide 7 in the y direction 8 (symbolized by the double arrow) is movable.
  • This allows a measurement object 9 to be positioned in two axes x, y, each relative to the measuring unit 3.
  • the measuring unit 3 is attached above the xy table via a suitable holder 10.
  • the measuring unit 3 is, for example, a laser triangulation sensor with point-shaped measurement evaluation
  • the measurement object 9 can be scanned and its surface can be measured.
  • this is a metal cylinder with a hole in the middle.
  • the measuring device 1 is controlled via the evaluation unit 2, which is connected to the measuring device 1 with a first interface 11 for the measuring unit 2 and a second interface 12 for the positioning unit 4 (interfaces 11, 12 only shown schematically).
  • Fig. 2 shows the device from Fig. 1 in a schematic representation, comprising functional units according to the prior art.
  • the interface between the measuring device 1 and the evaluation unit 2 consists of two separate interfaces 11, 12.
  • One interface 11 connects the measuring unit 3 with the evaluation unit 2
  • the other interface 12 connects the xy table 4 with the evaluation unit 2.
  • the second interface 12 is usually an interface as used in automation technology to control the axes of the xy table, for example ProfiBus.
  • the positioning unit 4 contains a control module 13.
  • the measurement object 9 is guided by the positioning unit 4 (represented symbolically by line 14) and positioned relative to the measuring unit 3.
  • the measuring unit 3 records measured values or measurement data of the measurement object 9 (represented symbolically by arrow 15), which are offset in a calculation module 16 with the position data from the positioning unit 4, so that an image of the measurement object is generated.
  • the image is the geometry of the metal cylinder in the form of a 3D data set.
  • the billing module 16 is a component of the evaluation unit 2.
  • the evaluation unit 2 also contains an evaluation module 17.
  • the evaluation module 17 is connected to the billing module 16 via a proprietary interface 18.
  • FIG. 3 shows an inventive embodiment of the device from FIG.
  • evaluation software that is compatible with the standard as the evaluation module 17.
  • FIG. 4 shows a further embodiment according to the invention with a measuring device 1 which contains a control unit 20 with a billing module 16.
  • the preprocessing of the data from the measuring unit (measured values, parameters) and the positioning unit (position data, parameters) takes place in the accounting module 16 of the control unit 20.
  • a standardized interface 19 serves as an interface between the control unit 20 and the evaluation unit 2.
  • the control unit 20 controls the linear axes 5 , 7 (not shown in the figure), which position the measurement object 9 relative to the measurement unit 3.
  • the control unit 20 receives the measurement data from the measurement unit 3 and combines this in the accounting module 16 with the position data to form an image of the measurement object.
  • the image is then transmitted via the standardized interface 19 to the evaluation unit 2, where it is further processed and evaluated in the evaluation module 17.
  • FIG. 5 shows in a very schematic representation the structure of the xml file 21 according to the GenICam standard.
  • Features 22 that define user- or application-specific parameters are defined in the xml file 21. Included Features 1, 2, 3 of the positioning unit are combined in a category 23.

Landscapes

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Abstract

Eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten (9), mit einer mindestens eine Positioniereinheit (4) und mindestens eine Messeinheit (3) aufweisenden Messvorrichtung (1), einem Verrechnungsmodul (16) und einer ein Auswertemodul (17) aufweisenden Auswerteeinheit (2), wobei die Positioniereinheit (4) das Messobjekt (9) und die Messeinheit (3) relativ zueinander positioniert und die Messeinheit (3) Messdaten des Messobjektes (9) erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul (16) aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes (9) erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verrechnungsmodul (16) und dem Auswertemodul (17) eine standardisierte Schnittstelle (19) zur Übertragung von Daten ausgebildet ist, und dass die übertragenen Daten sowohl Daten der Messeinheit (3) als auch Daten der Positioniereinheit (4) sind. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten angegeben.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR MESSTECHNISCHEN ERFASSUNG VON EIGENSCHAFTEN VON MESSOBJEKTEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei die Positioniereinheit das Messobjekt und die Messeinheit relativ zueinander positioniert und die Messeinheit Messwerte bzw. Messdaten des Messobjektes erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugbar ist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten.
Vorrichtungen und Verfahren zur optischen Vermessung von Messobjekten werden in zahlreichen Anwendungen in Industrie, Forschung und Entwicklung eingesetzt. Derartige Messvorrichtungen bestehen in der Regel aus einer Positioniereinheit, einer Messeinheit und einer Auswerteeinheit. Mit der Positioniereinheit wird das Messobjekt relativ zur Messeinheit in eine Messposition bewegt oder die Messeinheit relativ zum Messobjekt positioniert. Die Messeinheit erfasst Eigenschaften des Messobjektes mittels eines Messsystems, das je nach zu untersuchender Eigenschaft des Messobjektes nach einem darauf angepassten physikalischen Messprinzip arbeitet. Die Auswerteeinheit steuert die Positioniereinheit und erfasst die Messwerte der Messeinheit. Die Steuersignale der Positioniereinheit werden über eine Schnittstelle übertragen, ebenso die Messwerte bzw. Messdaten der Sensoreinheit. Aufgrund der höheren Flexibilität werden heute überwiegend digitale Schnittstellen verwendet. Man unterscheidet dabei zwischen der (physikalischen) Hardware-Schnittstelle und dem darüber laufenden Software-Protokoll. Für digitale Schnittstellen werden verschiedene Ebenen (layer) definiert, wovon in der Regel die unterste Ebene die (physikalische) Hardware-Schnittstelle bildet. Darüber liegen aufeinander aufbauend verschiedene Ebenen von Software-Protokollen, angefangen von Transportschichten bis hin zur obersten Ebene der Anwendungsschicht (z.B. nach dem ISO/OSI-Referenzmodell oder dem TCP/IP-Referenzmodell). In der Auswerteeinheit werden dann die so übertragenen Daten weiterverarbeitet und visualisiert bzw. zur weiteren Verwendung an übergeordnete Steuerungen weitergeleitet.
Das ISO/OSI-Schichtenmodell wurde bereits in den Siebzigerjahren entwickelt, um die fortschreitende Entwicklung auf dem Gebiet der Schnittstellen und Netzwerke zwischen Computern abzubilden. Schicht 1 (Physical Layer) stellt die physische Verbindung dar. Dort sind einfache serielle Schnittstellen abgebildet wir z.B. RS- 232 oder RS-422, die auch heute noch verwendet werden. Schicht 2 (Data Link Layer) bietet bereits Fehlerbehandlung und Datenflusskontrolle, bekannte Protokolle sind SDLC oder HDLC oder auch Ethernet. Schicht 3 (Network Layer) beschreibt das Schalten von Verbindungen oder die Weitervermittlung von Datenpaketen mit dem bekanntesten Protokoll IP (Internet Protokoll), das die Grundlage des Internet darstellt. Schicht 4 (Transport Layer) regelt die Ende-zu- Ende Kontrolle des Datenverkehrs, bekannte Protokolle sind UDP (User Datagram Protocol) oder TCP (Transmission Control Protokoll).
Die Schichten 1 bis 4 beschreiben Standardisierung der verwendeten netzwerkbezogenen Schichten, also die Art und Weise, „wie“ Daten zwischen Messeinheit, Positioniereinheit und Auswerteeinheit übertragen werden. Die Semantik der übertragenen Daten ist dabei proprietär herstellerspezifisch. Darüber liegen mit den Schichten 5 bis 7 die anwendungsbezogenen Schichten, die die Struktur und Bedeutung der Daten definieren, d.h. „was“ übertragen werden soll. Dort sind die Protokolle angesiedelt, die mit Anwendungsprogrammen Zusammenarbeiten.
Eine andere Darstellung des Schichtenmodells bietet das TCP/IP-Referenzmodell mit vier aufeinander aufbauenden Schichten. Die ersten drei entsprechen dabei weitgehend den Schichten 1 bis 4 des ISO/OSI-Modells. Darauf setzt dann als letzte Schicht die Anwendungsschicht auf. Digitale Schnittstellen für industrielle Anwendungen enthalten üblicherweise frei definierbare Bereiche, womit spezifische, für die jeweilige Anwendung geeignete Parameter vom Benutzer vorgegeben werden können, beispielsweise für Messeinheiten wie Sensoren oder Kameras oder auch Positioniereinheiten wie Linearachsen oder Roboter. Diese dienen dazu, die jeweils zugehörige Einheit zu parametrieren. Derartige Schnittstellen sind in der Regel den höheren Schichten der Referenzmodelle zuzuordnen, da dort festgelegt wird, „was“ übertragen werden soll (im Beispiel die anwendungs- oder benutzerspezifischen Parameter).
Für die Ansteuerung von Positioniereinheiten werden häufig industrielle Schnittstellen wie z.B. Profibus, Interbus oder EtherCAT verwendet. Damit können spezifische Parameter zur Positionierung eingestellt werden wie z.B. Startposition, Beschleunigungs- und Abbremsrampen, Vorschub etc.
Für alle Arten von Messsystemen gibt es standardisierte Schnittstellen mit einem Übertragungsprotokoll nach vorgegebenen Standards. Beispiele für derartige Schnittstellen sind l2C, IO-Link oder CAN-Bus. Für optische Messmittel, insbesondere Kameras, haben sich Schnittstellen wie z.B. GigE Vision oder CameraLink etabliert. Mit Hilfe von frei definierbaren Bereichen können dann bestimmte Kameraparameter wie z.B. Belichtungszeit, Auflösung, Framerate etc. eingestellt werden, um die Kamera an die jeweilige Messaufgabe anzupassen.
Bekannte Messvorrichtungen nach dem Stand der Technik verwenden für die Ansteuerung bzw. Regelung der Positioniereinheit und die Übertragung der Messwerte der Messeinheit getrennte Schnittstellen, beispielsweise GigE Vision für die Kamera und EtherCAT für die Positioniereinheit. In der darüberliegenden Auswerteeinheit werden die Schnittstellen dann häufig über eine proprietäre Applikationssoftware angesprochen, um die Kommunikation zwischen Mess- oder Positioniereinheit und der Auswerteeinheit herzustellen. Diese Applikationssoftware muss also zwei Schnittstellen bedienen, nämlich eine Schnittstelle für die Positioniereinheit und eine Schnittstelle für die Messeinheit. Proprietär bedeutet, dass der Hersteller der Messvorrichtung eine eigene Applikationssoftware erstellt, die in der Lage ist, mit der Messeinheit und der Positioniereinheit Daten auszutauschen, zu verarbeiten und diese dem Anwender in geeigneter Form zur Verfügung zu stellen. Dabei müssen zwei Interfaces programmiert werden, nämlich eines für die Schnittstelle zur Positioniereinheit und ein zweites für die Schnittstelle zur Messeinheit.
Anstelle einer proprietären, herstellereigenen Applikationssoftware wird auch auf dem Markt befindliche Applikationssoftware verwendet. Auch dann ist Programmieraufwand nötig, um eine proprietären Schnittstelle zu erstellen und ggf. eine Anpassung der handelsüblichen Applikationssoftware vorzunehmen.
Nachteil derartiger proprietärer Lösungen ist also der hohe Programmieraufwand, da je nach Modell der Messvorrichtung individuelle Anpassungen erforderlich sind. Weiterhin ist eine proprietäre Lösung von der Weiterentwicklung von Standards abgekoppelt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit geringem Programmieraufwand eine Erfassung der Eigenschaften des Messobjekts realisierbar ist.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei die Positioniereinheit das Messobjekt und die Messeinheit relativ zueinander positioniert und die Messeinheit Messdaten des Messobjektes erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verrechnungsmodul und dem Auswertemodul eine standardisierte Schnittstelle zur Übertragung von Daten ausgebildet ist, und dass die übertragenen Daten sowohl Daten der Messeinheit als auch Daten der Positioniereinheit sind. In Bezug auf das Verfahren wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 9 gelöst. Damit ist ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem dem Ansprüche 1 bis 8, angegeben, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei das Messobjekt und die Messeinheit von der Positioniereinheit relativ zueinander positioniert werden und von der Messeinheit Messdaten des Messobjektes erfasst werden, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugt wird, wobei über eine standardisierte Schnittstelle zwischen dem Verrechnungsmodul und dem Auswertemodul sowohl Daten der Messeinheit als auch Daten der Positioniereinheit übertragen werden.
In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass neben den zunächst durch die standardisierte Schnittstelle vorgegebenen Daten der Messeinheit zusätzlich über dieselbe Schnittstelle auch Daten übertragen werden können, die für die Positioniereinheit bestimmt sind, oder umgekehrt. Dazu können beispielsweise frei definierbare Bereiche der Schnittstelle oder frei definierbare Bereiche im Protokoll der Schnittstelle verwendet werden, um Daten für die Positioniereinheit zu transportieren. Die frei definierbaren Bereiche können beispielsweise als definierter Block im Datenstrom, oder als adressierbarer Speicherbereich, oder als Datenbereich in einer Konfigurationsdatei (z.B. xml-Datei) vorliegen. Der Vorteil ist dann, dass eine standardisierte Schnittstelle verwendet werden kann und keine proprietäre Software erzeugt werden muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass auch standardisierte oder marktübliche Standardsoftware zur weiteren Verarbeitung der Daten (Messdaten und Positionsdaten) verwendet werden kann, sofern die Standardsoftware diese standardisierte Schnittstelle unterstützt.
Mit anderen Worten bietet die Verwendung einer standardisierten Schnittstelle den Vorteil, dass in der Auswerteeinheit keine proprietäre Software programmiert werden muss, sondern als Auswertemodul handelsübliche, mit dem Standard (beispielsweise GenICam) kompatible Auswertesoftware, wie beispielsweise Halcon, verwendet werden kann. Alternativ könnten ebenso handelsübliche, zum Standard kompatible Auswerteeinheiten eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Lehre kann die folgenden Merkmale aufweisen:
- Positionierung eines Messobjektes mittels einer Positioniereinheit relativ zu einer Messeinheit bzw. umgekehrt in einer, zwei oder drei Raumachsen und Winkeln (einschl. Drehungen, z.B. 6-Achsen-Roboter), wobei Positionsdaten des Messobjektes und/oder der Positioniereinheit bestimmt werden.
- Erfassung von Eigenschaften des Messobjektes mit der Messeinheit, wobei Messwerte bzw. Messdaten erzeugt werden.
- Erzeugung eines konsistenten Datensatzes in einem Verrechnungsmodul, der Positionsdaten und Messdaten enthält.
- Ausgabe des Datensatzes über eine digitale Schnittstelle.
- Steuerung der Messmaschine über dieselbe Schnittstelle.
- Diese Schnittstelle ist standardisiert, kann jedoch spezifische, frei definierbare bzw. parametrierbare Bereiche aufweisen.
- Diese spezifischen Bereiche könnten sowohl Daten für die Positioniereinheit als auch Daten für die Messeinheit aufweisen.
Eine beispielhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung kann aufweisen:
- Eine Positioniereinheit, beispielsweise Linearachse, x-y-Tisch, Manipulator, Roboter o.ä. Vorrichtungen, mit der ein Objekt im Raum relativ zu einem anderen Objekt in eine ggf. vorgebbare Position gebracht werden kann.
- Eine Messeinheit, beispielsweise Messgerät, Sensor, Kamera, Scanner zur Erfassung geometrischer (z.B. Abstand, Position, Kontur, Geometrie, etc.), optischer (z.B. Farbe, Glanzgrad, Textur, etc.) oder sonstiger Eigenschaften (z.B. magnetische Eigenschaften, Rauheit, etc.) eines Messobjektes oder dessen Oberfläche.
Bei der Steuereinheit kann es sich um einen Rechner (z.B. Industrie-PC, Microcontroller, SPS) handeln, der zum einen die Steuerbefehle für ein Steuerungsmodul der Positioniereinheit vorgibt und zum anderen die Positionsdaten der Positioniereinheit mit den Messwerten bzw. Messdaten der Messeinheit zu einem konsistenten Datensatz verrechnet und somit ein Abbild des Messobjektes erzeugt.
Bei der Schnittstelle kann es sich in vorteilhafter Weise um eine digitale Schnittstelle mit einem standardisierten Protokoll (z.B. GenICam für Bildverarbeitung) handeln, die Verrechnungsmodul und Auswertemodul verbindet.
Es wird dabei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „GenICam“ in Rahmen dieser Offenbarung die generische Programmierstelle für Kameras („Generic Interface for Cameras“) zu verstehen ist, die von der European Machine Vision Association (EMVA) betreut wird.
Die Nutzung von GenICam bietet die Möglichkeit, neben den im Standard definierten Einstellungen zusätzliche Parameter abzubilden. Dabei wird die Struktur für die Einbettung der zusätzlichen Parameter wiederum vom Standard vorgegeben. GenICam sieht dabei vor, dass der Server (in diesem Fall das Verrechnungsmodul) sein Verhalten über eine xml-Datei (die sogenannte GenICam.xml) beschreibt. In dieser Datei sind beispielsweise als frei definierbare Bereiche enthalten:
- Verbindliche Einträge, die jeder GenICam Server angeben muss o Versionsnummern o Gerätebezeichnung
- Optionale Standard-Einträge, die ein GenICam Server angeben kann o Sichtfeld o Belichtungszeit o Auflösung
GenICam bietet die Möglichkeit, dass neben den vorgenannten kameraspezifischen Parametern auch zusätzliche benutzerdefinierte Parameter über dieselbe Schnittstelle übertragen werden können, die für die Ansteuerung der Positioniereinheit genutzt werden können. Dazu können in der GenICam.xml benutzerdefinierte Merkmale, sog. Features, gemäß der Standard Features Naming Convention (SFNC) frei definiert werden. Für die Ansteuerung einer Positioniereinheit können dies beispielweise Parameter sein wie o Messgeschwindigkeit der Messeinheit o Positionier-Geschwindigkeiten o Achslimits o Beschleunigungsrampen
Gemäß dem Standard können Features zu Kategorien (Category) zusammengefasst werden. Es ist dann zweckmäßig, eine Kategorie z.B. für die Parameter zu bilden, die für die Positioniereinheit bestimmt sind.
Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, dass in dem eigentlich für die Kamera- Ansteuerung vorgesehenen GemICam-Standard zusätzliche Features definiert werden können, die auch nicht-kameraspezifische (in diesem Fall spezifische Parameter der Positioniereinheit) übertragen werden können. Damit ist es möglich, ohne zusätzlichen Programmieraufwand eine standardisierte Schnittstelle (GenICam) zu verwenden, um sowohl eine Messeinheit als auch eine Positioniereinheit zu steuern.
In vorteilhafter Weise kann die Messeinheit eindimensionale (Punktsensor), zweidimensionale (Linienscanner) oder dreidimensionale (Kamera) Messwerte bzw. Messdaten erfassen. Des Weiteren könnte durch ein Verfahren (entlang vorgegebener Trajektorien) der Messeinheit bzw. des Messobjektes (lediglich eine Relativbewegung ist notwendig) mittels der Positioniereinheit ein mehrdimensionales Abbild des Messobjektes erzielt werden. Die Messwerte könnten in Abhängigkeit von der (relativen oder absoluten) Position erfasst werden und ein 2D oder 3D-Datensatz könnte erzeugt werden, der einem Bild oder einer Punktewolke (beides im Rahmen dieser Offenbarung als „Abbild“ bezeichnet) entspricht.
Der Begriff „Abbild“ ist im Rahmen dieser Offenbarung im allgemeinen Sinne zu verstehen, insbesondere kann ein Abbild auch Messwerte umfassen, die kein Bild im eigentlichen Sinne darstellen, sondern eine räumliche Anordnung von Messwerten wie z.B. eine Temperaturverteilung, Farbverteilung, etc.
Beispielsweise könnte mit einem punktförmig messenden Abstandssensor (z.B. Laser-Triangulationssensor) durch ein Abrastern der Oberfläche in zwei Achsen (x- und y-Achse) ein Bild der Oberfläche bzw. der Oberflächenkontur erzeugt werden.
Andere Beispiele für Messeinheiten und die damit erzeugbaren Abbilder können sein:
- über einen Temperatursensor wird die Verteilung der Oberflächentemperatur eines Messobjektes bestimmt,
- über einen konfokalen Sensor wird die Geometrie und/oder die Rauigkeit der Oberfläche eines Messobjektes bestimmt,
- über einen Farbsensor wird der Farbverlauf der Oberfläche eines Messobjektes bestimmt,
- über ein Verfahren eines Linienscanners in einer Achse wird ein Abbild der Oberfläche eines Messobjektes erzeugt,
- über eine Kamera wird unmittelbar ein Abbild der Oberfläche eines Messobjektes erzeugt,
- über einen oder mehrere Weg- bzw. Positionssensoren wird die Dicke eines Messobjektes bestimmt.
Bei größeren Messobjekten ist ggf. durch Abscannen ein Aneinanderreihen und Zusammenführen (stitching) von Einzelbildern erforderlich.
Die Position des Messobjektes im Raum relativ zu der Messeinheit ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren bekannt, da die Positioniereinheit entweder eine integrierte Positionsmessung enthält, oder mit externen Sensoren die Position bestimmt wird. Eine hohe Absolutgenauigkeit der Positioniereinheit ist nicht zwangsweise erforderlich. Es ist auch denkbar, dass ohne Positionsmessung ein Abbild erzeugt wird, wenn sich beispielsweise die Positioniereinheit gleichmäßig, d.h. mit gleicher Geschwindigkeit bewegt. In diesem Fall ist die Kenntnis des Startpunktes ausreichend. Der Startpunkt könnte auch ein Merkmal des Messobjektes sein (z.B. Kante), bei dessen Erfassung mit der Messeinheit ein Triggersignal erzeugt wird.
Wesentlich ist, dass das so erzeugte Abbild des Messobjektes über eine standardisierte Schnittstelle, wie sie beispielsweise in der Bildverarbeitung bekannt ist, an eine übergeordnete Auswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung weitergegeben wird. Ein Bestandteil der Auswerteeinheit ist ein Auswertemodul, das an dem Abbild des Messobjektes die vom Benutzer gewünschten Auswerteoperationen durchführt. Dies kann beispielsweise die Auswertung bestimmter Geometrieeigenschaften des Messobjektes wie Formabweichung, Maßhaltigkeit oder Abmessung sein.
In vorteilhafter Weise kann die Positioniereinheit ein Steuerungsmodul aufweisen, so dass die Steuerung über das Steuermodul erfolgt. Dabei ist es denkbar, dass Steuersignale für den Antrieb (Motor, Linearantrieb) aus den über den frei definierbaren Bereich der Schnittstelle übertragenen Parametern in dem Verrechnungsmodul berechnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben den Parametern zur Ansteuerung auch Positionsdaten übertragen werden. Ein nachfolgendes Auswertemodul ist dann in der Lage, diese Daten auszulesen und zu verarbeiten (in beide Richtungen), sofern das Auswertemodul den Standard der standardisierten Schnittstelle unterstützt, beispielsweise den GenICam-Standard. So kann beispielsweise bereits im Steuerungsmodul eine Zuordnung der Messdaten zu den Positionsdaten erfolgen und somit ein Abbild des Messobjektes erzeugt werden. Dieses Abbild könnte dann über die standardisierte Schnittstelle an die Auswerteeinheit zur weiteren Auswertung an das Auswertemodul übertragen werden. Ganz analog könnten auch frei definierbare Bereiche einer Schnittstelle für Positioniereinheiten zur Parametrierung einer Messeinheit verwendet werden.
In besonders vorteilhafter Weise könnte die Messvorrichtung eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Positioniereinheit aufweisen. In der Steuereinheit könnte das Verrechnungsmodul angeordnet sein. Die Vorverarbeitung der Daten könnte sodann bereits im Verrechnungsmodul der Messvorrichtung erfolgen. Weiterhin könnte in der Steuereinheit bereits eine Modellbildung stattfinden. Dies bedeutet, dass die Modellierung der Messvorrichtung durch den Hersteller bereits in der Steuereinheit vorgenommen werden könnte. Nach außen verhält sich dann die Messvorrichtung wie eine mit dem Standard kompatible Einheit mit vorrichtungsspezifischen Charakteristika. Die standardisierte Schnittstelle zu einer Auswerteeinheit bietet dann die Möglichkeit, marktübliche Auswerteeinheiten zu verwenden. Dies kann z.B. ein beliebiger Rechner sein, den der Anwender bereits besitzt oder erwirbt, auf dem dann als Auswertemodul eine Standard- Auswertesoftware (wie das bereits genannte Halcon) läuft. Im Beispiel von GenICam wirkt somit die Messvorrichtung selbst als GenICam-Server, der mit dem Standard kompatible Daten (Abbilder) an beliebige, mit dem Standard kompatible Auswertesoftware oder Auswerteeinheiten überträgt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Merkmale aufweist, die eine verfahrensmäßige Ausprägung beinhalten können. Diese Merkmale und die dadurch erzielten Vorteile können ausdrücklich Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 9 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung,
Fig. 2 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend Funktionseinheiten gemäß dem Stand der Technik,
Fig. 3 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend erfindungsgemäße Funktionseinheiten,
Fig. 4 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Funktionseinheiten, und Fig. 5 in einer schematischen Darstellung den Aufbau des xml-File im GenICam-Standard.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften eines Messobjektes 9. Die Vorrichtung weist eine Messvorrichtung 1 und eine Auswerteeinheit 2 auf. Die Messvorrichtung 1 enthält eine Messeinheit 3 und eine Positioniereinheit 4 in Form eines x-y-Tisches, in der ein erster Linearschlitten 5 in x-Richtung 6 (symbolisiert durch den Doppelpfeil) bewegbar ist und ein zweiter Linearschlitten 7 in y-Richtung 8 (symbolisiert durch den Doppelpfeil) bewegbar ist. Damit kann ein Messobjekt 9 in zwei Achsen x, y, jeweils relativ zu der Messeinheit 3 positioniert werden. Die Messeinheit 3 ist über eine geeignete Halterung 10 oberhalb des x-y-Tisches angebracht. Wenn die Messeinheit 3 beispielsweise ein Laser-Triangulationssensor mit punktförmiger Messauswertung ist, kann damit das Messobjekt 9 abgerastert und dessen Oberfläche vermessen werden. Im Beispiel ist dies ein Metallzylinder mit einer Bohrung in der Mitte. Gesteuert wird die Messvorrichtung 1 über die Auswerteeinheit 2, die mit einer ersten Schnittstelle 11 für die Messeinheit 2 und einer zweiten Schnittstelle 12 für die Positioniereinheit 4 mit der Messvorrichtung 1 verbunden ist (Schnittstellen 11 , 12 nur schematisch dargestellt).
Fig. 2 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 in schematischer Darstellung, umfassend Funktionseinheiten gemäß dem Stand der Technik. Im Stand der Technik besteht die Schnittstelle zwischen Messvorrichtung 1 und Auswerteeinheit 2 aus zwei getrennten Schnittstellen 11 , 12. Eine Schnittstelle 11 verbindet die Messeinheit 3 mit der Auswerteeinheit 2, die andere Schnittstelle 12 den x-y-Tisch 4 mit der Auswerteeinheit 2. Üblicherweise wird für die erste Schnittstelle 11 eine in der Messtechnik geläufige Schnittstelle eingesetzt. Für Messeinheiten 3, die im weitesten Sinne eine Bildverarbeitung darstellen, ist dies z.B. GenICam. Die zweite Schnittstelle 12 ist in der Regel eine Schnittstelle, wie sie in der Automatisierungstechnik verwendet wird, um die Achsen des x-y-Tisches anzusteuern, beispielsweise ProfiBus. Zur Ansteuerung der Linearachsen enthält die Positioniereinheit 4 ein Steuerungsmodul 13. Das Messobjekt 9 wird mit der Positioniereinheit 4 geführt (symbolisch dargestellt durch Linie 14) und relativ zur Messeinheit 3 positioniert. Die Messeinheit 3 erfasst Messwerte bzw. Messdaten des Messobjektes 9 (symbolisch dargestellt durch Pfeil 15), die in einem Verrechnungsmodul 16 mit den Positionsdaten aus der Positioniereinheit 4 verrechnet werden, so dass ein Abbild des Messobjektes erzeugt wird. Das Abbild ist im Beispiel aus Figur 1 die Geometrie des Metallzylinders in Form eines 3D- Datensatzes. Das Verrechnungsmodul 16 ist dabei ein Bestandteil der Auswerteeinheit 2. Weiterhin enthält die Auswerteeinheit 2 ein Auswertemodul 17. Das Auswertemodul 17 ist mit dem Verrechnungsmodul 16 über eine proprietäre Schnittstelle 18 verbunden.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung aus Figur 2. Anstelle einer proprietären Schnittstelle 18 wird eine standardisierte Schnittstelle 19 verwendet, die sowohl Daten für die Messeinheit 3 als auch Daten für die Positioniereinheit 4 zwischen Verrechnungsmodul 16 und Auswertemodul 17 überträgt. Durch die Verwendung der standardisierten Schnittstelle 19 ist es möglich, als Auswertemodul 17 eine mit dem Standard kompatible Auswertesoftware zu verwenden.
Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung mit einer Messvorrichtung 1 , die eine Steuereinheit 20 mit einem Verrechnungsmodul 16 enthält. Die Vorverarbeitung der Daten der Messeinheit (Messwerte, Parameter) und der Positioniereinheit (Positionsdaten, Parameter) erfolgt in dem Verrechnungsmodul 16 der Steuereinheit 20. Als Schnittstelle zwischen Steuereinheit 20 und Auswerteeinheit 2 dient eine standardisierte Schnittstelle 19. Die Steuereinheit 20 steuert dabei die Linearachsen 5, 7 (in der Figur nicht gezeigt) an, die das Messobjekt 9 relativ zur Messeinheit 3 positionieren. Gleichzeitig erhält die Steuereinheit 20 die Messdaten aus der Messeinheit 3 und verknüpft diese im Verrechnungsmodul 16 mit den Positionsdaten zu einem Abbild des Messobjektes. Das Abbild wir dann über die standardisierte Schnittstelle 19 an die Auswerteeinheit 2 übertragen, wo es im Auswertemodul 17 weiterverarbeitet und ausgewertet wird.
Fig. 5 zeigt schließlich in sehr schematischer Darstellung den Aufbau der xml- Datei 21 gemäß dem GenICam-Standard. In der xml-Datei 21 sind Features 22 definiert, die benutzer- oder anwendungsspezifische Parameter definieren. Dabei sind Features 1 , 2, 3 der Positioniereinheit in einer Kategorie 23 zusammengefasst.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.
Bezugszeichenliste
1 Messvorrichtung
2 Auswerteeinheit
3 Messeinheit
4 Positioniereinheit
5 Linearschlitten
6 x-Richtung
7 Linearschlitten
8 y-Richtung
9 Messobjekt 0 Halterung 1 Schnittstelle (Messeinheit - Auswerteeinheit) 2 Schnittstelle (Positioniereinheit - Auswerteeinheit) 3 Steuerungsmodul 4 Führung (Messobjekt) 5 Messdaten 6 Verrechnungsmodul 7 Auswertemodul 8 proprietäre Schnittstelle 9 standardisierte Schnittstelle 0 Steuereinheit 1 xml-Datei 2 Features 3 Kategorie

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten (9), mit einer mindestens eine Positioniereinheit (4) und mindestens eine Messeinheit (3) aufweisenden Messvorrichtung (1), einem Verrechnungsmodul (16) und einer ein Auswertemodul (17) aufweisenden Auswerteeinheit (2), wobei die Positioniereinheit (4) das Messobjekt (9) und die Messeinheit (3) relativ zueinander positioniert und die Messeinheit (3) Messdaten des Messobjektes (9) erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul (16) aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes (9) erzeugbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwischen dem Verrechnungsmodul (16) und dem Auswertemodul (17) eine standardisierte Schnittstelle (19) zur Übertragung von Daten ausgebildet ist, und dass die übertragenen Daten sowohl Daten der Messeinheit (3) als auch Daten der Positioniereinheit (4) sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den übertragenen Daten um Messdaten, Positionsdaten, Korrekturwerte, Modelldaten, Steuerbefehle, Diagnoseinformationen, Statusinformationen und/oder Parameter handelt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Abbild um die Kombination von Positionsdaten und Messdaten handelt, insbesondere um eine Geometrie, oder eine Oberfläche oder eine Temperaturverteilung oder eine Farbverteilung.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die standardisierte Schnittstelle (19) frei definierbare und/oder parametrierbare Bereiche aufweist, wobei diese Bereiche zur Übertragung der Daten dienen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der standardisierten Schnittstelle (19) um GenICam handelt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verrechnungsmodul (16) als Bestandteil der Auswerteeinheit (2) oder als Bestandteil der Messvorrichtung (1) zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit (3) einen Sensor, eine Kamera, einen Scanner zur Erfassung geometrischer Eigenschaften, insbesondere Abstand, Position, Dicke, Kontur und/oder Geometrie, einen Scanner zur Erfassung optischer Eigenschaften, insbesondere Farbe, Glanzgrad, und/oder Textur, und/oder einen Scanner zur Erfassung sonstiger Eigenschaften, insbesondere magnetische Eigenschaften und/oder Rauheit handelt, aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinheit (4) eine Linearachse und/oder einen x-y-Tisch und/oder einen Manipulator und/oder einen Roboter aufweist.
9. Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten (9), insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem dem Ansprüche 1 bis 8, mit einer mindestens eine Positioniereinheit (4) und mindestens eine Messeinheit (3) aufweisenden Messvorrichtung (1), einem Verrechnungsmodul (16) und einem Auswertemodul (17), wobei das Messobjekt (9) und die Messeinheit (3) von der Positioniereinheit (4) relativ zueinander positioniert werden und von der Messeinheit (3) Messdaten des Messobjektes (9) erfasst werden, wobei durch das Verrechnungsmodul (16) aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes (9) erzeugt wird, wobei über eine standardisierte Schnittstelle (19) zwischen dem Verrechnungsmodul (16) und dem Auswertemodul (17) sowohl Daten der Messeinheit (3) als auch Daten der Positioniereinheit (4) übertragen werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die standardisierte Schnittstelle (19) frei definierbare und/oder parametrierbare Bereiche aufweist, wobei diese Bereiche zur Übertragung der Daten genutzt werden.
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