KOORDINATENMESSEINRICHTUNG MIT MULTISENSOR
Die Erfindung betrifft eine Mehrkoordmatenmess- und prufeinrichtung für ein Werkstuck mit zumindest einem optischen und einem taktilen Sensor, wobei ein Gehäuse für den optischen Sensor über eine Z-Pinole mit einem Schlitten od. dgl . verbunden ist.
In der dimensionalen Koordinatenmesstechnik werden verschiedene Sensoren verwendet. Vorzugsweise werden tastende (taktile) , optische Systeme und Lasersysteme eingesetzt. Diese Sensoren werden n der Multi-Sensor- Technik an einer Maschine innerhalb eines Messablaufes kombiniert eingesetzt. So ist es möglich, nahezu alle Messaufgaben zu losen, die von nur einem Sensor nicht gelost werden können.
Einfache Koordinatenmessmaschmen besitzen lediglich einen taktilen Sensor und sind somit n ihrer Emsatzfahigkeit beschrankt. Zur Ergänzung dieser Maschinen sind auf dem Markt optische Sensoren erhältlich, die im Austausch zum tastenden Sensor eine optische Abtastung erlauben. Eine derartige Mehrkoordmatenmess- und -prufeinrichtung ist beispielsweise n der EP 0 330 901 AI gezeigt. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass es bei der Messung mit
BESTATIGUNGSKOPIE
dem optischen Sensor häufig zu Kollisionen mit dem Werkstuck durch den taktilen Sensor kommt, was unerwünscht ist. Deshalb wird in der Regel bei einem Wechsel von taktilem Sensor zu optischem Sensor der taktile Sensor manuell vom Messkopf entfernt, so dass eine Kollision vermieden wird. Damit wiederum ist jedoch der Nachteil verbunden, dass eine genaue Kalibrierung der Systeme zueinander nicht gewährleistet ist, so dass ein kombiniertes Messen mit taktilem und optischem Sensor nur eingeschränkt oder garnicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und ein kombiniertes Messen mit taktilem und optischem Sensor zu ermöglichen.
Zur Losung dieser Aufgabe fuhrt, dass im Gehäuse für den optischen Sensor eine Wechseleinrichtung für den taktilen Sensor vorgesehen ist.
Dieser Wechseleinrichtung ist eine Ablagehalterung für den taktilen Sensor, d.h., für den Messtaster zugeordnet. Bei dem Messtaster kann es sich beispielsweise um einen solchen handeln, wie er in der EP 0 562 535 AI beschrieben st. Dabei weist dieser Messtaster eine Prazisions-Kupplung auf, die es erlaubt, den Messtaster automatisiert m die Wechseleinrichtung einzusetzen oder aus dieser Einrichtung herauszulosen. Das bedeutet, dass der Messkopf zur Aufnahme des Messtasters die Ablagehalterung anfahrt und der Messtaster in die Wechseleinrichtung eingedruckt und dort festgelegt wird.
Soll der Messtaster wieder aus der Wechseleinrichtung entnommen werden, so geschieht dies bevorzugt ebenfalls durch Losen der Kupplung, wie dies in der EP 0 562 535 AI beschrieben ist. Selbstverständlich sind hier aber auch
andere Systeme denkbar und sollen im Rahmen der Erfindung liegen .
Der neu entwickelte Messkopf ermöglicht so die Kombination von optischem und taktilem Sensor in der Weise, dass der optische Sensor im Austausch zum bisher verwendeten taktilen Sensor an der Z-Pinole fest montiert und justiert wird. Die integrierte Wechseleinrichtung in Verbindung mit der Ablagehalterung ermöglicht das Aufnehmen und Ablegen des taktilen Sensors innerhalb eines Messvorganges und erlaubt somit das kombinierte Messen mit beiden Sensoren ohne die oben beschriebenen Nachteile.
In einem weiter bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung kann zur Erweiterung der Funktionalitat in dem erfmdungsgemassen Messkopf noch ein Laser zur Oberflachenabtastung vorgesehen sein. Ferner ist denkbar, dass die Objektive als Wechselobjektive ausgestaltet oder mit einem Zoom versehen sind, um die Anwendungsmoglich- keiten zu verbreitern.
Bevorzugt weist der optische Sensor im vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel eine hochauflosende CCD-Kamera auf, die über ein optisches System das Werkstuck senkrecht zur X/Y- Ebene der Messmaschine erfasst. Als Beleuchtung dient ein gegebenenfalls in Sektoren steuerbares, integriertes Ringlicht sowie ein auf dem Messtisch befestigter Leuchttisch. Durch den Kanten- und Oberflachenfokus können so dreidimensionale Messungen ausgeführt werden. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt m ihrer einzigen Figur einen schematisch dargestellten Querschnitt durch einen Messkopf 1 einer Mehrkoordmatenmess- und -prufeinrichtung für ein nicht
naher gezeigtes Werkstuck mit einer diesem Messkopf 1 zugeordneten Ablagehalterung 2.
Der Messkopf 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 3 auf, welches über eine Pinole 4 mit einem Schlitten od.dgl.
Bewegungsmittel verbindbar ist. An diesem Schlitten ist der
Messkopf 1 in X und Y - Richtung verfahrbar, ferner ist der Messkopf 1 bevorzugt in Z-Richtung absenkbar.
In dem Gehäuse 3 ist em optischer Sensor 5 integriert, der eine CCD-Kamera 6 aufweist, über diese Kamera 6 sind Bilder des Werkstuckes aufnehmbar, die von der Kamera 6 durch e Objektiv 7 betrachtet werden.
Als Beleuchtung für das Werkstuck wird em Rmglicht 8 um das Objektv 7 angeordnet, welches bevorzugt m Sektoren steuerbar ist. Ferner ist dem Objektiv 7 em nicht naher gezeigter, auf dem Messtisch befestigter Leuchttisch zugeordnet, so dass durch einen Kanten- und Oberflachen- fokus dreidimensionale Messungen ausgeführt werden können.
Ferner ist vorgesehen, dass das Objektiv 7 als
Wechselobjektiv ausgestaltet ist, so dass em für em bestimmtes Werkstuck vorgesehenes Objektiv zur Oberflachenermittlung vorgesehen werden kann. Des weiteren ist auch daran gedacht, das Objektiv 7 mit einer Zoom- Einrichtung zu versehen.
Erf dungsgemass befindet sich neben dem Objektiv 7 in dem Gehäuse 3 eine Wechselemrichtung 9 für einen Messtaster 10, d.h., für einen taktilen Sensor. Dieser Messtaster 10 befindet sich im Augenblick m der Ablagehalterung 2, kann jedoch jederzeit von der Wechseleinrichtung 9 angefahren und aufgenommen werden.
Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass die Z-Pmole des Gehäuses 3 an herkömmliche Aufnahmeeinrichtungen von Schlitten od. dgl . , in welchen bisher die herkömmlichen taktilen Sensoren festgelegt waren, eingesetzt werden kann. Hierdurch lasst sich eine erfmdungungsgemasse Einrichtung über die Z-Pmole 4 mit einem herkömmlichen taktilen Sensor austauschen.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Bei den heutigen Mehrkoordmatenmess- und -prufein- richtungen für Werkstucke werden bevorzugt beruhrungslose optische Sensoren verwendet, wie beispielsweise der optische Sennsor 5. Jedoch ist die Emsatzfahigkeit eines nur mit einem optischen Sensor ausgestatteten Mehrkoordmatenmess- und -prufeinrichtung beschrankt, so dass m vielen Anwendungsfallen auch em taktiler Sensor benotigt wird.
Gemass der vorliegenden Erfindung fahrt der Messkopf 1 zur Aufnahme des taktilen Sensors 10 die Ablagehalterung 2 an, der taktile Sensor 10 wird von der Wechseleinrichtung 9 übernommen und kann seine Tätigkeit aufnehmen, ohne dass es einer weiteren oder zusätzlichen Kalibrierung des taktilen Sensors bedarf.
Soll dann wieder eine optische Messung durchgeführt werden, so stört der Messtaster 10 bei Abfahren des Werkstuckes durch den Messkopf 1, weshalb er vorher wieder in die Ablagehalterung 2 eingesetzt wird.