JP6516865B2 - 測定対象の寸法特性を決定するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、多数の寸法形状要素を有する測定対象の寸法特性を決定するための方法及び装置に関する。

欧州特許出願公開第２７３８５１５Ａ１号明細書は、かかる装置の一代表実施例を座標測定機の形で開示している。公知の座標測定機は、ワーク置場とＣＣＤカメラとを有し、ワーク置場に対して３つの直交空間方向に動かすことができる。ＣＣＤカメラは、基準座標系に対する測定対象上の選択した測定点の位置を決定するために用いられてもよい測定ヘッドの一部である。通常、かかる装置は、測定対象上の多数の測定点に対する測定点座標を決定するために用いられる。そのため、前記測定点座標に基づいて、例えば、測定対象上の孔の直径又は２つの縁端間の距離等の測定対象の寸法特性を決定することができる。

原則として、測定対象に対する測定ヘッドの移動及び測定値の記録を手動制御することは可能である。しかし、全く同じ種類の多数の測定対象が、可能な限り高速で、再現可能に測定できるように、自動化測定シーケンスが工業的に生産される製品の品質管理において望ましい。自動化測定シーケンスを作成することは、座標測定機の機能の基礎知識と、測定対象上の異なる寸法形状要素を最良に測定できる方法の経験とを必要とする。更に、最適な測定シーケンスは、どのような測定ヘッド及び／又はどの移動軸が座標測定機上で利用可能であるかに応じて変化する可能性がある。この件において、一例として、欧州特許出願公開第２７３８５１５Ａ１号明細書による座標測定機の場合のような非接触センサを有する測定ヘッドは、例えば、触覚測定ヘッド、すなわち、測定対象上の選択された測定点に接触するよう構成されるプローブ要素を有する測定ヘッドとは異なる測定シーケンスを必要とする可能性がある。

欧州特許出願公開第２７３８５１５Ａ１号明細書は、測定ヘッド上のＣＣＤカメラに加えて広角監視カメラを使用することも提案している。広角監視カメラは、鳥瞰図から測定対象全体の画像を記録するよう構成される。この（更なる）画像は、オペレータにとって、測定ヘッドと測定対象との間で起こり得る衝突を考慮し、それを回避する自動化測定シーケンスを作成することが容易とするために、オペレータ端末のディスプレイ上に表される。しかし、更に、欧州特許出願公開第２７３８５１５Ａ１号明細書による装置は、測定シーケンスの作成においてより広範な支持を提供し、オペレータは、従って、特定の測定対象に対する最適な測定シーケンスを作成するために、深い知識と経験とを必要とする。

ＣＡＬＹＰＳＯという品名で、Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｌｌｅ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋは、自動測定シーケンスを作成するため、そして、得られた測定結果を加工するためのソフトウェアを提供している。ＣＡＬＹＰＳＯの基本原理は、例えば、“Ｅｉｎｆａｃｈ Ｍｅｓｓｅｎ ｕｎｄ ｗａｓ Ｓｉｅ ｄａｚｕ ｗｉｓｓｅｎ ｓｏｌｌｔｅｎ−Ｅｉｎｅ Ｆｉｂｅｌ ｄｅｒ Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ”［「簡単な測定法及びそれを実施するために知るべきこと−度量衡学入門」］と題する冊子内に説明されている（Ｃａｒｌ Ｚｅｉｓｓからの注文番号：６１２１２−２４００１０１）。測定シーケンスは、いわゆる試験特徴に基づいてＣＡＬＹＰＳＯによって作成される。試験特徴は、一例として、孔の直径、円筒部分の真円度、又は基準座標系に対するかかる寸法形状要素の位置等の、測定対象上の規定の寸法形状要素（測定要素）の寸法特性を表す。寸法形状要素に関して試験特徴を定量化するために、試験特徴の定量化が複数の個々の測定値の記録を必要としてもよいように、概して、寸法形状要素上で複数の測定点を検出することが必要である。試験特徴の選択により、ＣＡＬＹＰＳＯは、関連する測定点を測定するための測定ヘッドを自動的に制御するために用いることができる制御コマンドを作成する。試験特徴への配向を用いて、ＣＡＬＹＰＳＯは、試験特徴が、概して、オペレータが測定対象の製図から推論できる表示に対応するため、オペレータが測定シーケンスを作成することを容易にする。更に、ＣＡＬＹＰＳＯは、寸法形状要素の対応する測定点座標が評価に利用できる場合、一例として、円形、円筒形、方形、直線、等のような規定の標準寸法形状を有する寸法形状要素を自動的に特定することができる。

しかし、自動測定シーケンスを作成するために、オペレータは、事前に測定対象上の全ての試験特徴を特定し、定義しなければならず、すなわち、測定シーケンスを作成することは、「机上で」の計画の過程で、全ての必要とされる試験特徴の特定及び定義から始まる。その後、オペレータは、測定対象上の全ての寸法形状要素を先に選択した試験特徴に割り当てなければならない。オペレータは、次いで、機械が自動化された方法で後に実行することを意図しているために、手動制御により全ての測定ステップを実行する。ＣＡＬＹＰＳＯが既にこのような方法で自動測定シーケンスの作成を容易にしているにもかかわらず、オペレータは、未だに、意味のある測定シーケンスを作成するために、相当の専門知識及び経験を持っていなければならない。オペレータの知識及び経験は、特に、可能な限り効率的に所望の精度を持って全ての測定値が得られる測定シーケンスを取得するために用いられる座標測定機の個々の機能を含んでいなければならない。

「ＩＭモデルシリーズ」という品名で、株式会社キーエンスは、測定シーケンスがシンボルメニューを用いて作成される測定システムを提供している。ここでもまた、オペレータは最初に、個々の一般的な試験特徴をシンボルメニューから選択する。その後、更なるステップにおいて、オペレータは、先に選択した試験特徴が決定されることを意図している具体的な測定要素を選択する。測定値は、測定対象のシルエット画像に基づいて記録される。一般的な試験特徴のための提供されたシンボルに基づく試験特徴の選択が、オペレータにとって極めて便利であるにもかかわらず、この公知のシステムもまた、度量衡学的に見た測定対象上の個々の測定要素と対象の試験特徴との間の関係の相当の知識及び経験を必要とする。

この背景に対して、簡単及び迅速に、利用可能なセンサ及び測定装置の機械公差を考慮に入れて最適化される個々の測定対象の寸法特性を精確に決定することを可能にする序文で述べた種類の方法及び装置を指定することが、本発明の目的である。

発明の第１の態様によれば、この目的は、序文で述べた種類の方法を用いることによって達成され、方法は、以下の、
−測定対象上の少なくとも１つの測定点の位置を表す測定値を記録するための測定ヘッドを有する座標測定機を提供するステップと、
−多数の所定の測定要素及び所定の測定要素に関する多数の代表的な試験特徴を含むデータベースを提供するステップであって、多数の代表的な試験特徴からのそれぞれの代表的な試験特徴は、少なくとも１つの所定の測定要素の定義された寸法特性を表す、ステップと、
−測定対象の図形表現を提供するステップであって、その図形表現は、多数の寸法形状要素からの少なくとも１つの第１の、及び、１つの第２の寸法形状要素を示す、ステップと、
−図形表現に基づいて第１の寸法形状要素を選択するステップと、
−選択された第１の寸法形状要素のための適切な試験特徴を表示するステップであって、適切な試験特徴は、選択された第１の寸法形状要素が多数の所定の測定要素からの所定の測定要素に割り当てられることによって、多数の代表的な試験特徴から決定される、ステップと、
−少なくとも１つの表示された適切な試験特徴を選択するステップであって、少なくとも１つの表示された適切な試験特徴は、選択の結果として、第１の寸法形状要素のための選択された試験特徴となる、ステップと、
−選択された試験特徴に応じて、コンピュータに支援される方法で、好ましくは自動的に、定義された測定シーケンスを作成するステップと、
−測定ヘッドを用いて、そして、定義された測定シーケンスに応じて、第１の寸法形状要素上の個々の測定値を記録するステップと、
−個々の測定値に応じて数値を決定するステップであって、数値は、選択された試験特徴に対応する第１の寸法形状要素の寸法特性を表す、ステップと、を含んでいる。

発明の更なる態様によれば、この目的は、序文で述べた種類の装置を用いることによって達成され、装置は、測定対象を保持するためのワーク置場を備え、ワーク置場に対して移動でき、測定対象上の少なくとも１つの測定点の位置を表す測定値を記録するために構成される測定ヘッドを備え、定義された測定シーケンスに応じて、測定ヘッドをワーク置場に対して移動させる評価及び制御ユニットを備え、そして、画像表示機器を備え、評価及び制御ユニットは、多数の所定の測定要素と、所定の測定要素に関する多数の代表的な試験特徴とを含むデータベースを有し、多数の代表的な試験特徴からのそれぞれの代表的な試験特徴は、少なくとも１つの所定の測定要素の定義される寸法特性を表し、評価及び制御ユニットは、測定対象の図形表現を表示するよう構成され、その図形表現は、多数の寸法形状要素からの少なくとも１つの第１の、及び、１つの第２の寸法形状要素を、画像表示機器上に示し、評価及び制御ユニットは、図形表現に基づいて、第１の寸法形状要素の目標とする選択を可能にするために、第１の選択ツールを提供し、評価及び制御ユニットは、更に、第１の寸法形状要素の選択に応じて、第１の寸法形状要素のための適切な試験特徴を表示するよう構成され、評価及び制御ユニットは、データベース内の多数の代表的な試験特徴からの第１の寸法形状要素の選択に応じて、適切な試験特徴を決定し、評価及び制御ユニットは、更に、少なくとも１つの表示された適切な試験特徴の選択を可能にするために、第２の選択ツールを提供し、少なくとも１つの表示された適切な試験特徴は、選択の結果として、選択された試験特徴となることを特徴とし、そして評価及び制御ユニットは、更に、選択された試験特徴に応じて、第１の寸法形状要素上の個々の測定値を記録するよう、及び、選択された試験特徴に対応する第１の寸法形状要素の寸法特性を表す数値を決定するよう構成される。

本発明が、プログラムコードが座標測定機の評価及び制御ユニット上で実行される場合に、全てのステップと共に上記の方法を実行するよう構成されるプログラムコードを備えるコンピュータプログラムを用いて実現されるのであれば、特に有利である。

新規の方法及び対応する装置は、多数の所定の測定要素のための代表的な試験特徴が格納されているデータベースを用いる。データベース内の代表的な試験特徴は、新規方法及び新規装置を用いて測定されることを意図される個々の測定対象の具体的な寸法形状要素とは無関係である。言い換えれば、代表的な試験特徴は、一般的な数学的に定義される標準寸法形状に関連する一般的試験特徴としてデータベースに格納される。一例として、一般的な円形測定要素のための代表的な試験特徴の「円直径」及び「円の中心位置」がデータベースに格納され、ここにおいて、円直径は、不定の可変パラメータ値として含まれている。データベース内にそれらの制御コマンドを追加として格納していることが好ましく、それにより、座標測定機の測定ヘッドは、それぞれの代表的な試験特徴を定量化するために必要とされる全ての測定点座標を決定するために制御されなければならない。オペレータが、次いで、前記具体的な測定対象の図形表現に基づいて、具体的な測定対象上の第１の個々の寸法形状要素を選択した場合、最初に、同一種類の測定要素が、データベース内で検索される。その後、オペレータは、選択された寸法形状要素がデータベース内の同一種類の測定要素に割り当てられ、データベース内の同一種類の測定要素に割り当てられるそれらの試験特徴が提供されるという事実のために、選択された寸法形状要素と一致する更なる選択のためにそれらの試験特徴を正確に提供される。データベースにおいて、オペレータが、図形表現内で、データベースが定義される標準寸法形状と同一種類の測定要素を含むことに関する個々の寸法形状要素を選択する場合、少なくとも１つの適切な試験特徴が表示されるように、少なくとも１つの代表的な試験特徴が、多数の所定の測定要素からのそれぞれ所定の測定要素に割り当てられる。

新規の方法及び対応する装置は、オペレータが、目標とする方法で、個々の測定対象及び用いられる座標測定機及び／又は用いられる測定ヘッドに対して意味をなすそれらの試験特徴を提供されるという利点を有している。提供され、従って、個々の測定対象に適切な試験特徴の選択により、オペレータは、前記適切な試験特徴の定量化を定義された測定シーケンスに極めて迅速及び簡単に移動できる。オペレータは、特に、多数の一般的試験特徴から前もって、事前決断を取る必要なく、個々の測定対象のための個々の測定シーケンスを作成できる。代わりに、データベースを用いて、自動事前選択が達成され、オペレータは、前もって選択された寸法形状要素及び用いられる測定ヘッドにとって意味があり、適切なそれらの試験特徴を提供される。

個々に適切な試験特徴の選択後、定義された測定シーケンスが、選択された試験特徴に応じて、正確には、測定が実行されるその座標測定機の評価及び制御ユニットによって、好ましくは自動的に、個々の測定対象のために作成される。このステップは、利用可能な測定ヘッドを用いて、選択された試験特徴のための数値を決定することができるそれらの測定値を厳密に記録するよう、データベースに基づいて、全ての測定点及び全ての必要とされる機械運動を決定することを含む。

データベースは、それぞれの所定の一般的測定要素に関して、割り当てられた代表的な試験特徴の定量化のための必要な測定点を記録するために用いることができるそれらの一般的制御コマンドを厳密に含んでいるのが好ましい。提供された試験特徴の選択により、評価及び制御ユニットは、データベースを用いて、従って、選択された寸法形状要素を測定するための個々の制御コマンドを得るために、一般的制御コマンドを構成する。測定ストラテジーを表す構成は、例えば、これが行われる１つ以上の定義された方向及び／又は速度及び／又は軌道で、測定対象に対して、測定ヘッドによって移動されなければならないその経路部の長さの決定を含んでいてもよい。カメラを有する光学測定ヘッドに対し、構成は、更に、測定対象に関する最適な作動距離の個々の設定を含んでいてもよい。

新規の方法及び新規の装置により、オペレータは、特性と、具体的な個々の測定対象に関連して、ワーク置場に対する測定ヘッドの可能性のある移動経路とを最適に考慮することができる個々の測定シーケンスを取得する。オペレータは、極めて単純で、効果的に、測定ヘッドの特性及び測定される寸法形状要素に最適に適合する測定シーケンスを作成できる。従って、具体的な測定機による深い知識及び経験がなくても、オペレータは、高速な測定シーケンスと共に、高い測定精度を達成することができる。従って、上記目的は、完全に達成される。

発明の１つの好ましい実施形態において、データベースは、更に、多数の所定の連結要素を含み、それぞれの所定の連結要素は、所定の測定要素の少なくとも２つに関連する定義された寸法特性を表している。

この実施形態において、データベースは、個々の所定の測定要素に関する代表的な試験特徴だけでなく、かかる測定要素間の所定の関係も含んでいる。一例として、所定の連結要素は、同一種類の２つの測定要素の間の対称点を表してもよい。更に有利な連結要素は、２つの測定要素間の距離である。実施形態は、複雑な測定対象に関する複雑な測定を簡略化する。好ましい例示的な実施形態において、オペレータが測定対象の図形表現内の少なくとも２つの寸法形状要素を選択すると同時に、オペレータは、選択された個々の寸法形状要素に関する個々の試験特徴だけでなく、複数の寸法形状要素に関連する、適切で、意味のある連結要素も提供される。

更なる実施形態において、従って、第２の寸法形状要素も図形表現に基づいて選択され、そして、データベースに基づいて、選択された第１及び第２の寸法形状要素のための適切な連結要素が表示される。

この実施形態において、オペレータは、少なくとも２つの寸法形状要素が測定対象の図形表現内で選択されると同時に、定義された測定シーケンスを自動的に作成するための適切な連結要素を提供される。適切な試験特徴の表示及び適切な連結要素の表示は、表現において試験特徴及び連結要素を選択することによって、オペレータが、極めて迅速に、そして、都合よく、複雑な測定シーケンスに到達し、全ての必要とされる測定点が一度だけで測定され、二重測定が回避されるように、同時に実行されるのが好ましい。

更なる実施形態において、選択された第１の（そして、また、好ましくは選択された第２の）寸法形状要素のための適切な試験特徴（そして、また、好ましくは適切な連結要素）は、図形表現内に図形として表示される。選択された試験特徴及び／又は選択された連結要素も、図形表現内に図形として表示されるのが好ましい。

この実施形態は、一般に存在し、既に選択されている寸法形状要素の、及び、適しており、適切な場合、既に選択されている試験特徴及び／又は連結要素の極めて良好な概要を提供する。この実施形態は、従って、最適な測定シーケンスの作成を簡略化し、結果として不都合な修正を生じるエラーを回避することを助ける。幾つかの例示的な実施形態において、試験特徴及び／又は連結要素は、寸法入り矢印として、又は、複数の指示の集まりを含む小さな旗印内に表示される。色区別は、試験特徴が既に選択され、選択のために未だ提供されていることをオペレータに対して有利に明確にする。

更なる実施形態において、選択された試験特徴（及び／又は連結要素）に関する数値であって、新規方法に従って、そして、新規装置を用いて決定された数値は、評価及び制御ユニットによって図形表現内に表示される。評価及び制御ユニットは、それぞれの選択された試験特徴及び／又は連結要素に関するそれぞれの数値を混合することが好ましい。

この実施形態において、ある程度、測定対象の製図は、図形表現と、前もって選択された試験特徴及び／又は連結要素に対して得られた数値とを用いてシミュレートされる。この実施形態は、最後に、オペレータが、「設定点」（すなわち、寸法を有する製図）に加えて、対応する「実際の」表現を得るという利点を有している。好ましい例示的な実施形態において、「実際の」表現は、原則として、設定点表現と同じように出現するが、製図又はＣＡＤデータと測定値との間のズレを示すために、測定と、幾つかの例示的な実施形態において、色識別とに基づいて決定される「測定」数値を含んでいる。

更なる実施形態において、第１の寸法形状要素及び／又は少なくとも１つの表示された適切な試験特徴を選択するステップは、測定対象の図形表現において選択することを含む。幾つかの好ましい変形例において、装置は、オペレータが触れることによって表示された寸法形状要素及び／又は試験特徴及び／又は連結要素を直接選択できるタッチスクリーンを有する画像表示機器を備える。代替として、又は、補足として、図形表現における選択は、マウスポインタを用いて、及び／又は、付随して、ＰＣキーボードを介して達成されてもよい。幾つかの好ましい例示的な実施形態において、測定シーケンスは、オペレータによって単独で、寸法形状要素及び試験特徴及び／又は連結要素を選択することによって作成される。これは、オペレータがメニュー構造において寸法形状要素、試験特徴、及び／又は連結要素を選択する必要なく、すなわち、図形表現内の直接選択によって排他的に、有利に達成される。

この実施形態は、オペレータによって試験特徴及び／又は連結要素を提供される寸法形状要素の特に簡単で、直感的な選択を可能にする。選択された寸法形状要素及び適切な試験特徴及び／又は連結要素の接合部表現、並びに、図形表現における選択は、好ましくない測定シーケンスによる不必要な多くの測定を効果的に防いでいる。従って、この実施形態は、短期の構成及び測定時間に対して極めて有利に貢献している。

更なる実施形態において、（具体的な）測定対象は、図形表現を提供するために、測定ヘッドを用いて走査される。装置は、測定対象の２Ｄ画像を記録し、提供することができるカメラを有する測定ヘッドを有利に有している。しかし、原則として、測定対象の図形表現は、また、接触測定ヘッドによって、及び／又は、一例として、Ｘ線記録を用いて作成されてもよい。

この実施形態は、ＣＡＤデータが利用できない「未知の」測定対象の特に簡単で、迅速な測定を可能にしている。更に、この実施形態は、提供されるＣＡＤデータからの可能性のあるズレが早い段階で考慮され、特に、測定ヘッドと測定対象との間の衝突が回避できるように、測定シーケンスが具体的な測定対象に基づいて作成されるという利点を有する。

更なる実施形態において、測定対象の図形表現は、ＣＡＤデータに基づいて生成される。

この実施形態は、工業的に生産されるシリーズ製品と前記シリーズ製品のための仕様との間の対応を簡単及び迅速に確認するために、特に有利である。その上、この実施形態は、測定対象が未だ利用可能ではない時点においてさえも、自動測定用の測定シーケンスを作成することを可能にしている。

更なる実施形態において、選択するステップは、多数の寸法形状要素からの複数の寸法形状要素に対して、及び／又は、複数の表示された適切な試験特徴に対して繰り返され、定義された測定シーケンスは、全ての選択ステップに応じて自動的に作成される。

有利に、この実施形態において、測定シーケンス全体が、新規の方法及び対応する装置を用いて作成される。それらに対する代替として、他の実施形態において、新規の方法及び対応する装置を用いて、個々の寸法形状要素、試験特徴、及び／又は連結要素のみを選択することが可能である。しかし、それとの比較により、好ましい実施形態は、装置のオペレータが装置に関する幅広い詳細な知識及び経験を有する必要なく、特に簡単で、迅速な計測を可能にしている。

更なる実施形態において、選択ツールが提供され、適切な試験特徴（そして、また、好ましくは適切な連結要素の表示）は、選択ツールが表示された第１の寸法形状要素の範囲内に位置決めされる間、それぞれの場合において、一時的に表示される。

この実施形態は、選択ツールが対応する寸法形状要素の範囲内に位置すると同時の、適切な試験特徴及び／又は連結要素の一時的なプレビューを含んでいる。表示された試験特徴及び／又は連結要素の意図的な選択のみによるものであり、後者は定義された測定シーケンスに受け入れられる。実施形態は、オペレータが度量衡学における深い知識及び経験を有する必要なく、複雑な測定対象を特に単純及び迅速に測定することを可能にしている。

更なる実施形態において、測定対象の寸法形状要素は、データベースに基づいて自動的に特定され、適切な試験特徴を表示するために、所定の測定要素に割り当てられる。

この実施形態も、座標測定機のオペレータが、機械との深い経験なしに、極めて迅速で、簡単に、技術的に最適な測定シーケンスを作成し、対応する測定を実行できるという事実に対して有利に貢献している。測定対象の寸法特性の決定は、従って、特に単純及び迅速に可能である。

上記の特徴及び以下で更に説明するものは、本発明の適用範囲から逸脱することなく、それぞれの場合において明記される組み合わせにおいてだけでなく、他の組み合わせにおいても、またはそのままでも用いられてもよいことは、言うまでもない。

発明の例示的な実施形態を図面に示し、以下の説明において、より詳細に説明する。

図１は、新規方法を実行するために追加として用いられてもよい新規装置の１つの例示的な実施形態を示す。 図２は、新規方法を明らかにするための測定対象の図形表現を示す。 図３は、第１の寸法形状要素が選択されている図２からの測定対象の図形表現を示す。 図４は、２つの選択された寸法形状要素を有する図２からの測定対象の図形表現を示す。 図５は、複数の選択された試験特徴を有する図２からの測定対象の図形表現を示す。 図６は、新規方法の１つの例示的な実施形態を明らかにするためのフロー図を示す。

図１において、新規の方法に従って操作する装置を、符号１０でその全体を示す。

装置１０は、ワーク置場１４（ここでは、ｘｙ複合テーブルの形の）及び測定ヘッド１６を有する座標測定機１２を備えている。測定ヘッド１６は、コラム１８上に配置されており、ここでワーク置場１４に対して、垂直方向にコラム１８に沿って移動させることができる。この移動軸は、通常、ｚ軸と称される。ワーク置場１４は、測定ヘッド１６に対して、通常ｘ及びｙ軸と称される２つの直交方向に移動させることができる。総じて、測定ヘッド１６は、ここで、従って、測定対象（ここでは図示せず）上で測定を実行するために、ワーク置場１４に対して３つの直交する空間方向に移動させることができる。３つの直交する空間方向ｘ、ｙ、ｚは、ここで、幾つかの例示的な実施形態において、測定点座標のための基準座標系としての役割を果たす機械座標系にまたがっている。

先行技術は、座標測定機のための他の設計、例えば、ガントリー又は橋梁設計の座標測定機を開示している。新規装置及び新規方法は移動軸の特定の設計に制限されず、そのため、座標測定機１２の代わりに、ワーク置場１４に対する測定ヘッド１６の移動が他の何らかの方法で実現される座標測定機を使用することも可能である。原則として、ワーク置場１４に対する測定ヘッド１６の移動は、３つの移動軸よりも小さく制限されているか、測定ヘッド１６及び／又はワーク置場１４は、一例として、回転軸等の更なる移動軸を有してもよい。

この例示的な実施形態において、測定ヘッド１６は光学センサ２０を有し、それによって、測定対象（ここでは図示せず）を非接触方法で測定することができる。幾つかの例示的な実施形態において、光学センサ２０は、測定対象の画像を記録するために、カメラ及びレンズを備えている。更に、この例示的な実施形態における座標測定機１２は、測定を実行するために、測定対象上の測定点に接触するために用いることができる触覚センサ２２も有している。

座標測定機１２は、ここで、新規装置及び新規方法のための１つの好ましい例示的な実施形態を呈している。他の例示的な実施形態において、装置は、異なる測定ヘッド、一例として、接触測定ヘッドのみ又は光学測定ヘッドのみを備えていてもよい。原則として、測定ヘッド１６は、容量性測定センサを備えていてもよいか、例えば、Ｘ線原理に従って操作する測定ヘッドであってもよい。全ての好ましい例示的な実施形態において、測定ヘッドは、座標測定システム２４に対する測定対象上の少なくとも１つの測定点の位置を表す測定値を提供する。

座標測定機１２は制御ユニット２６を有しており、それを用いて、ワーク置場１４及び測定ヘッド１６のための駆動装置（ここでは図示せず）が、測定を実行するために駆動される。更に、制御ユニット２６は、測定ヘッド１６の測定値を取り上げ、それらを評価ユニット２８による更なる評価のために利用できるようにする。図示の例示的な実施形態において、評価ユニット２８は、構成及び評価ソフトウェアが実行されるＰＣである。構成及び評価ソフトウェアは、一方で、測定対象上で自動測定を実行するための測定シーケンスを作成することを可能にする。他方で、評価ソフトウェアは、定量化された測定結果をオペレータが適切な方法で利用できるようにする。

評価ユニット２８は、ここで、特に、測定対象の図形表現３２を表示することができる画像表示機器を備えている。幾つかの好ましい例示的な実施形態において、図形表現３２は、センサ２０のカメラを用いて生成され、すなわち、図形表現は、測定されるべき対象の２Ｄカメラ画像である。他の例示的な実施形態において、図形表現３２は、測定対象のＣＡＤデータに基づいて生成されてもよく、ここにおいて、ＣＡＤデータは、それ自体公知の方法で評価ユニット２８に供給される。更に例示的な実施形態において、装置１０が、測定対象の図形表現３２を生成するために特定のカメラを備えることが想定できるか、若しくは、図形表現は、装置１０とは別に生成され、評価ユニット２８に画像ファイルとして供給される。

装置１０は、多数の所定の測定要素３６、多数の代表的な試験特徴３８、及び、所定の測定要素３６に関する多数の代表的な連結要素３９が格納されているデータベース３４を有している。ここで、代表的な試験特徴３８及び連結要素３９は、それぞれの場合において、代表的な試験特徴及び／又は連結要素が、データベース３４に基づいて、所定の測定要素に関して決定できるように、それぞれ、所定の測定要素３６に割り当てられる。所定の測定要素は、特に、例えば、円筒形、平行六面体、角錐、円錐、円、正方形、矩形、三角形、直線、等のような、単純な数式を用いて抽象的な方法で説明することができる寸法形状要素である。円形測定要素のための代表的な試験特徴は、直径及び、例えば、装置１０の座標系２４であってもよい基準座標系に対する円の中心位置である。

好ましい例示的な実施形態において、オペレータは、画像表示機器上の表現３２を用いて測定対象を測定するための定義された測定シーケンス４０を作成し、それを制御ユニット２６に送信でき、それは、ここで線４２によって示されている。測定シーケンス４０は、制御ユニット２６に、測定ヘッド１６をワーク置場１４に対して移動させ、個々の測定値を記録させる多数の制御コマンドを表している。測定値を用いて、評価ユニット２８は、個々の測定対象のための選択された試験特徴を定量化する。

図２は、多数の寸法形状要素を有する測定対象の簡略化された表現３２を示している。一例として、幾つかの寸法形状要素は、ここで、符号４６、４８、５０、５２によって示されている。寸法形状要素４６、４８は、例えば、円筒形の孔である一方で、寸法形状要素５０は、観測面から垂直に突出する八角形のピンである。寸法形状要素５２は、例えば、測定対象の表面における楕円形の凹部であり、単なる略図として、そして、ここでは一例として示している。

表現３２ａは、画像表示機器３０上に表示される。装置１０のオペレータは、次いで、評価ユニット２８を用いて、測定シーケンス４０を自動的に作成させるために、以下で説明する方法で個々の寸法形状要素を選択することができる。

図３は、図２による表現３２ａに対応する表現３２ｂを示している。しかし、オペレータは、マウスポインタ５４を用いて表現３２ｂ内の寸法形状要素４６を選択している。好ましい例示的な実施形態において、選択された寸法形状要素は、図３内の寸法形状要素４６’に基づいて示すように、光学的に強調されている。幾つかの例示的な実施形態において、光学的強調は、色付きマーキングによって実現されてもよい。代替として又は補足として、幾つかの例示的な実施形態において、オペレータは、表現３２が表示されるタッチスクリーンを介して選択を実行してもよい。

好ましい例示的な実施形態において、評価ユニット２８のソフトウェアは、データベース３４を用いて、選択された寸法形状要素４６’のための代表的な試験特徴を決定する。幾つかの例示的な実施形態において、評価ユニット２８は、従って、測定対象の寸法形状要素を自動的に特定するために、測定対象の図形表現３２において縁端を検出する能力を有している。その後、評価ユニット２８は、その形状が特定された寸法形状要素に対応する所定の測定要素のためにデータベース３４内を検索する。評価ユニット２８が一致する所定の測定要素を特定するとすぐに、それは、データベース３４に基づいて割り当てられた代表的な試験特徴を選択し、それらを選択された寸法形状要素４６’のための図形表現３２で図式的に表示する。図３の例示的な図において、適切な試験特徴は、孔の直径５６と、また、座標系２４に対する孔のｘ及びｙ位置５８ａ、５８ｂである。

図４は、図３による表現３２ｂに対応するが、オペレータが更なる寸法形状要素４８’を選択した後の更なる図形表現３２ｃを示している。更に選択された寸法形状要素４８’に対しても、評価ユニット２８は、データベース３４を用いて、適切な試験特徴６０、６２ａ、及び６２ｂを決定する。更に、好ましい例示的な実施形態において、評価ユニット２８は、少なくとも２つの選択された寸法形状要素のための適切な連結要素を決定する。この例示的な実施形態において、１つの適切な連結要素は、２つの選択された寸法形状要素４６’、４８’間の相対距離６４である。更なる適切な連結要素は、ここでは、例えば、２つの選択された寸法形状要素４６’、４８’の中点の横方向オフセット６６である。更なる連結要素は、２つの選択された寸法形状要素４６’、４８’間の対称点６８であってもよい。一般に、連結要素は、測定対象上の２つ以上の寸法形状要素間の空間関係を表す測定される対象の特徴である。

図４の図形表現３２ｃにおいて、測定対象の２つの寸法形状要素が選択され、評価ユニット２８は、選択された寸法形状要素４６’、４８’に関する適切な試験特徴５６、５８、６０、６２及び連結要素６４、６６、６８を提供する。それらとの連結によって、図５は、オペレータがマウスポインタ５４を用いて試験特徴５６’及び６０’並びに提供された連結要素６８’を選択した図形表現３２ｄを示している。好ましい例示的な実施形態において、選択された試験特徴及び連結要素が、図５に略図で示すように、強調されている。試験特徴及び／又は連結要素の選択により、評価ユニット２８は、選択された試験特徴及び／又は連結要素を測定シーケンス４０内へ受け入れる。多数の選択によって、オペレータは、従って、測定対象のための個々の測定シーケンスを構成することができる。

好ましい例示的な実施形態において、測定シーケンス４０は、評価ユニット２８が、選択した試験特徴及び／又は連結要素に基づいて、そしてまた、データベース３４内の更なる所定の情報に基づいて、制御ユニット２６のための制御コマンドを決定するという事実のために、全ての選択ステップの終了後に自動的に評価ユニット２８によって作成される。その後、評価ユニット２８は、測定対象の選択された寸法形状要素に関する個々の測定値を記録するために、測定シーケンス４０を制御ユニットに送信する。評価ユニット２８は、次いで、記録された測定値を制御ユニット２６から読み込み、前記測定値に応じて、全ての選択された試験特徴及び／又は連結要素のための数値を決定し、ここにおいて、前記数値のそれぞれは、選択された試験特徴及び／又は連結要素に対応する測定対象の寸法特性を表している。

この方法の１つの好ましい例示的な実施形態は、図６を参照して以下に再度示す。ステップ７６によれば、この例示的な実施形態において、最初に、測定対象の画像が記録される。代替として、画像は測定される対象のＣＡＤデータから生成されてもよいか、又は、測定対象の図形表現が、他の何らかの方法で、一例として、Ｘ線記録として、例えば、生成センサとは無関係なポイントクラウドとして提供されてもよい。

ステップ７８によれば、縁端検出が、次いで、ステップ８０により、測定要素として見なされる測定対象上の寸法形状要素を特定するために、実行される。

ステップ８２によれば、オペレータは、次いで、図形表現内の寸法形状要素を選択する。ステップ８４によれば、選択された寸法形状要素のための適切な試験特徴が、その後、オペレータに提供され、ここにおいて、適切な試験特徴は、データベース３４を用いて決定される。ステップ８６によれば、オペレータは適切な試験特徴を選択し、それは、その後、ステップ８８により、測定シーケンスに受け入れられる。その後、ステップ９０によれば、更なる寸法形状要素及び／又は試験特徴が、選択されることを意図されているかどうかに関する判断が行われる。この場合には、更なる選択ステップ８２、８６が、ループ９２により実行されてもよい。

全ての所望の試験特徴が選択された後、測定シーケンスが確定される。これは、選択された試験特徴を定量化するために必要なそれらの測定値を記録するために、制御ユニット２６のための適切な制御コマンドを決定することを含んでいる。

ステップ９６によれば、必要な測定値は、次いで、記録され、ステップ９８により、選択された試験特徴は、記録された測定値に基づいて定量化され、例えば、画像表示機器３０上に出力される。

既に述べたように、幾つかの例示的な実施形態において、画像表示機器３０はタッチスクリーンを備えていてもよく、寸法形状要素、試験特徴、及び／又は連結要素は、タッチスクリーン上の各要素に「触れる」ことによって選択されてもよい。

総じて、全ての好ましい例示的な実施形態において、論理的に意味のある試験特徴及び／又は連結要素は、測定される対象の先に選択された寸法形状要素に応じて、測定対象の図形表現内に直接、図形として表示され、（更なる）選択のためにオペレータに提供される。オペレータが異なる寸法形状要素及び／又は更なる寸法形状要素を選択した場合、更なる選択のために提供された試験特徴及び／又は連結要素の表示は、現在の選択に応じて変化する。寸法形状要素及び／又は試験特徴及び／又は連結要素の多数の選択が、有利に可能である。オペレータがこの目的のために提供される表示された寸法形状要素及び試験特徴及び／又は連結要素を選択することにより、メニューを開き、閉じることによって、プロセスにおいて補足の選択及び／又は構成を実行することなく、単独で測定シーケンスを作成すれば、特に好ましい。

Claims (11)

1. 多数の寸法形状要素（４６、４８、５０、５２）を有する測定対象の寸法特性を決定するための方法であって、以下の、
   −前記測定対象上の少なくとも１つの測定点の位置を表す測定値を記録するための測定ヘッド（１６）を有する座標測定機（１２）を提供するステップと、
   −多数の所定の測定要素（３６）及び前記所定の測定要素（３６）に関する多数の代表的な試験特徴（３８）を含むデータベース（３４）を提供するステップであって、前記多数の代表的な試験特徴（３８）からのそれぞれの代表的な試験特徴は、少なくとも１つの所定の測定要素の定義された寸法特性を表す、ステップと、
   −前記測定対象の図形表現（３２）を提供するステップであって、その図形表現は、前記多数の寸法形状要素（４６、４８、５０、５２）からの少なくとも１つの第１の、及び、１つの第２の寸法形状要素（４６、４８）を示す、ステップと、
   −前記図形表現（３２）に基づいて前記寸法形状要素（４６、４８）を選択し、前記寸法形状要素（４６、４８）のための試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）を選択するステップと、
   −前記試験特徴に応じて、コンピュータに支援される方法で、定義された測定シーケンス（４０）を作成するステップと、を含み、
   前記選択するステップは、ユーザによって、前記測定対象の前記図形表現（３２）内の個々の寸法形状要素を選択することを含むことを特徴とし、
   前記第１の寸法形状要素（４６’）のための適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）は、前記オペレータが前記第１の寸法形状要素（４６’）を選択した場合、前記測定対象の前記図形表現（３２）内に図形として表示され、前記適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）は、前記選択された第１の寸法形状要素（４６’）が前記多数の所定の測定要素（３６）からの所定の測定要素に割り当てられることによって、前記多数の代表的な試験特徴（３８）から決定され、更なる選択のために提供される前記試験特徴の前記表示は、前記ユーザが選択された前記寸法形状要素および前記測定ヘッドにとって意味があり適切な試験特徴を提供されるように、現在の選択に応じて変化することを特徴とし、
   前記第１の寸法形状要素（４６’）のための少なくとも１つの表示された適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）は、前記オペレータによって、前記測定対象の前記図形表現（３２）内で選択され、前記少なくとも１つの表示された適切な試験特徴は、前記選択の結果として、前記第１の寸法形状要素（４６）のための選択された試験特徴（５６’）となることを特徴とし、そして、
   前記定義された測定シーケンス（４０）は、前記選択された試験特徴（５６’）に応じて、コンピュータに支援される方法で作成されることを特徴とし、
   更に、以下の、
   −前記測定ヘッド（１６）を用いて、そして、前記定義された測定シーケンス（４０）に応じて、前記第１の寸法形状要素（４６）上の個々の測定値を記録する（９６）ステップと、
   −前記個々の測定値に応じて数値を決定する（９８）ステップであって、前記数値は、前記選択された試験特徴（５６’）に対応する前記第１の寸法形状要素（４６）の寸法特性を表す、ステップと、
   を含む方法。
2. 前記データベース（３４）は、更に、多数の所定の連結要素（３９）を含み、それぞれの所定の連結要素は、前記所定の測定要素（３６）の少なくとも２つに関連する定義された寸法特性を表す、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の寸法形状要素（４８）は、更に、前記図形表現（３２）に基づいて選択され、そして、前記データベース（３４）に基づいて、前記選択された第１及び第２の寸法形状要素（４６’、４８’）のための適切な連結要素（６４、６６、６８）が、更なる選択のために表示される、請求項２に記載の方法。
4. 前記選択された試験特徴（５６’）に関する前記数値は、前記図形表現内に表示される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記測定対象は、前記図形表現（３２）を提供するために、前記測定ヘッド（１６）を用いて走査される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記測定対象の前記図形表現（３２）は、ＣＡＤデータに基づいて生成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記選択するステップは、前記多数の寸法形状要素からの複数の寸法形状要素（４６、４８）に対して、及び／又は、複数の表示された適切な試験特徴（５６、５８、６０、６２）に対して繰り返され、前記定義された測定シーケンス（４０）は、全ての選択ステップに応じて自動的に作成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 選択ツール（５４）が提供され、適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）は、前記選択ツール（５４）が前記表示された第１の寸法形状要素（４６）の範囲内に位置決めされる間、それぞれの場合において、一時的に表示される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記測定対象の前記寸法形状要素（４６、４８、５０、５２）は、前記データベース（３４）に基づいて自動的に特定され、前記適切な試験特徴を表示するために、前記所定の測定要素に割り当てられる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 多数の寸法形状要素（４６、４８、５０、５２）を有する測定対象の寸法特性を決定するための装置であって、前記測定対象を保持するためのワーク置場（１４）を備え、前記ワーク置場（１４）に対して移動でき、前記測定対象上の少なくとも１つの測定点の位置を表す測定値を記録するために構成される測定ヘッド（１６）を備え、定義された測定シーケンス（４０）に応じて、前記測定ヘッドを前記ワーク置場（１４）に対して移動させる評価及び制御ユニット（２６、２８）を備え、そして、画像表示機器（３０）を備え、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、多数の所定の測定要素（３６）と、前記所定の測定要素（３６）に関する多数の代表的な試験特徴（３８）とを含むデータベース（３４）を有し、前記多数の代表的な試験特徴（３８）からのそれぞれの代表的な試験特徴は、少なくとも１つの所定の測定要素の定義される寸法特性を表し、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、前記測定対象の図形表現（３２）を表示するよう構成され、その図形表現は、前記多数の寸法形状要素（４６、４８、５０、５２）からの少なくとも１つの第１の、及び、１つの第２の寸法形状要素（４６、４８）を、前記画像表示機器（３０）上に示し、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、前記図形表現（３２）に基づいて、前記寸法形状要素（４６、４８）の選択と、試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）の選択とを可能にするために、第１の選択ツール（５４）を提供し、そして、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、更に、前記選択された試験特徴に応じて、定義された測定シーケンス（４０）を作成するよう構成され、前記第１の選択ツール（５４）は、オペレータによる前記測定対象の前記図形表現（３２）内の個々の寸法形状要素の目標とする選択を可能にすることを特徴とし、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、更に、前記オペレータが前記第１の寸法形状要素（４６’）を選択した場合、前記測定対象の前記図形表現（３２）内に、前記第１の寸法形状要素（４６）のための適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）を図形として表示するよう構成され、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、前記評価及び制御ユニットが、前記選択された第１の寸法形状要素（４６’）を前記多数の所定の測定要素（３６）からの所定の測定要素に割り当てるという事実のために、前記データベース（３４）内の前記多数の代表的な試験特徴（３８）からの前記選択に応じて、前記適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）を決定し、そして、更なる選択のために提供される前記試験特徴の前記表示は、前記ユーザが選択された前記寸法形状要素および前記測定ヘッドにとって意味があり適切な試験特徴を提供されるように、現在の選択に応じて変化することを特徴とし、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、更に、前記オペレータによる前記図形表現（３２）内の少なくとも１つの表示された適切な試験特徴（５６、５８ａ、５８ｂ）の選択を可能にするために、第２の選択ツールを提供し、前記少なくとも１つの表示された適切な試験特徴は、前記選択の結果として、選択された試験特徴（５６’）となることを特徴とし、そして、前記評価及び制御ユニット（２６、２８）は、更に、前記選択された試験特徴（５６’）に応じて、前記第１の寸法形状要素（４６）上の個々の測定値を記録するよう、及び、前記選択された試験特徴（５６’）に対応する前記第１の寸法形状要素（４６）の寸法特性を表す数値を決定するよう構成されることを特徴とする、装置。
11. プログラムコードが座標測定機（１２）の評価及び制御ユニット（２６、２８）上で実行される場合に、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成されるプログラムコードを備えるコンピュータプログラム製品。