WO2008135530A1 - Verfahren für koordinatenmessgeräte mit bildverarbeitunssensor - Google Patents

Verfahren für koordinatenmessgeräte mit bildverarbeitunssensor Download PDF

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WO2008135530A1
WO2008135530A1 PCT/EP2008/055417 EP2008055417W WO2008135530A1 WO 2008135530 A1 WO2008135530 A1 WO 2008135530A1 EP 2008055417 W EP2008055417 W EP 2008055417W WO 2008135530 A1 WO2008135530 A1 WO 2008135530A1
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Inventor
Ralf Christoph
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Werth Messtechnik Gmbh
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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
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/37—Measurements
    • G05B2219/37193—Multicoordinate measuring system, machine, cmm

Definitions

  • the invention relates to a method for coordinate measuring machines with an image processing sensor for measuring structures of measuring objects, wherein the image processing sensor is moved relative to the measuring object during the measurement in at least one coordinate direction.
  • EP-B-1 286 134 or EP-A-1 729 194 It is known from EP-B-1 286 134 or EP-A-1 729 194 to record measured values during the movement of the test object using coordinate measuring machines and image processing sensors. During the crossing of the object position of interest, a short exposure of the camera is achieved, for example by flash of light, and the corresponding object section of interest is captured with the least possible motion blur. Measuring during movement is referred to as "on the fly”.
  • Object of the present invention is to avoid these disadvantages in that the meter is equipped with appropriate devices or methods that the function of the "on the fly” measurement is ensured largely independent of the operator.
  • the object is achieved essentially according fiction, that the rules for recording the images during the measurement in the software of the coordinate measuring are stored.
  • the taking of the images during the measurement is done by software, e.g. controlled according to technology parameters, which in turn affect the following measurement process.
  • software e.g. controlled according to technology parameters, which in turn affect the following measurement process.
  • the illumination length or shutter times are controlled as a function of the current speed of the optical sensor.
  • Sequence programs without changing setting parameters such as light, brightness or reference frame are automatically performed as an "on the fly” measurement, even if they should not be programmed as "on the fly” measurement.
  • the travel paths are controlled by splinemoves so that a maximum acceleration is not exceeded.
  • the images recorded at the respective target positions of the measurement object are stored together with the associated positions of the coordinate axes of the coordinate measuring machine by a software part in a stack (stack) and from a temporally parallel and / or temporally trailing part of the software Evaluation results are evaluated.
  • This storage process can be carried out automatically in areas of the measurement process, in where there is no change in technology parameters, such as light, magnification, alignment state of the workpiece coordinate system, sensor change or the like.
  • the invention provides that the capturing of the images takes place at fixed positions predetermined by the software in such a way that the resulting images combine to form an overall image of the measurement object by seamless joining and / or overlapping.
  • the process of capturing and storing images / positions may be asynchronous to the evaluation process.
  • the software process for capturing images and positions may take priority over all other software processes.
  • the coordinate measuring device is interrupted by the software in case of change of the technology parameters (such as light magnification, workpiece coordinate system change) the image acquisition process until the corresponding change of the technology parameters is completed.
  • change of the technology parameters such as light magnification, workpiece coordinate system change
  • the problem of the timing of the computing time for the evaluation of the images and recording time of the images can be achieved according to the invention that during the image acquisition all positions to be measured are positioned one after the other and in each position by a software part a corresponding image with associated position of Coordinate measuring axes are recorded and stored. This stored data is stored in a stack. At the same time and / or after completion of the corresponding recordings, the evaluation is carried out by a second software part, which processes this stack (stack) permanently and calculates the measurement results from this.
  • the process of taking the pictures has priority. As a result, when relatively few images have to be taken per positioning path, there is a lot of time available for evaluating the images already taken in advance. These are then evaluated. In the worst case, the meter remains at the end of the completed position. tioning cycle for a short period of time, and the remaining images, including items from the stack, are processed and evaluated.
  • a second approach is to use "on the fly" areas of a once created CNC program for coordinate measuring machines, in which no technology parameters are changed, which are automatically detected beforehand by the software, for example, program areas in which no Changes in the reflected light / transmitted light illumination mode are automatically detected as areas for "on the fly” measurements and measured accordingly. Analogously, it is possible to detect areas in which no change in magnification of a corresponding zoom optics is performed. These are then also measured “on the fly.”
  • a similar approach is provided for other technology parameters, such as in-plane measurements of all features, measurements in space, alignment of a workpiece coordinate system, and others.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a coordinate measuring machine for carrying out the method according to the invention s,
  • Fig. 3 shows a further embodiment of a coordinate measuring machine for implementing the method according to the invention
  • Fig. 4 recorded image areas and an overall picture formed from these.
  • Figs. 1 and 3 coordinate measuring machines are shown with which a Steuerungsl. Computing unit is connected or in which such is integrated to measure in accordance with the teaching of the invention according to the structures of an object by means of an image processing sensor during movement of the sensor according to the so-called “on the fly” method, the rules for recording the Images are stored during the measurement in the software of the coordinate measuring machine, which is stored in the control or computer unit.
  • a coordinate measuring machine 10 z. B a granite base frame 14 with a measuring table 16 on which an object 18 to be measured is positioned.
  • a portal 20 which has columns 22, 24, of which in turn a traverse 26 goes out along which, ie in the X direction (arrow 28), a carriage 30 is adjustable, in turn, a quill or column 32nd receives, which is adjustable in the Z direction (arrow 34).
  • the measuring table 16 and / or the portal 20 can be adjusted.
  • an image processing sensor 36 with camera like CCD camera.
  • an externally triggerable transmitted light illumination 38 is integrated in the measuring table 16.
  • the coordinate measuring machine 10 is controlled by means of the control unit or computer unit 12 connected thereto.
  • a storage device for storing image stacks is integrated together with an evaluation unit for the image processing sensor 36.
  • the object 18 is not measured when the image processing sensor 36 is statically aligned with the object 18, but when the image processing sensor 36 is moved relative to the measurement object 18. In this case, a movement takes place at least in one coordinate direction.
  • the rules for recording the images during the measurement with the image processing sensor 36 are stored in the software of the coordinate measuring device 10, ie in the software loaded on the control or computer unit 12.
  • the images taken at the respective target positions of the measurement object are stored together with the associated positions of the coordinate axes of the coordinate measuring machine 10 by a software part in a stack (stack) and evaluated by a temporally parallel and / or temporally trailing part of the software to measurement results.
  • the recording of the images during the measurement is controlled by software, for example, depending on technology parameters, which in turn affect the subsequent measurement process.
  • the pictures can be taken continuously until a lighting setting or, for example, a changing reference system is changed.
  • the illumination length or the shutter times are controlled as a function of the current speed of the optical sensor.
  • Sequence programs without changing setting parameters such as light, brightness or reference frame are automatically performed as an "on the fly” measurement, even if they should not be programmed as "on the fly” measurement.
  • the travel paths are controlled by splinemoves so that a maximum acceleration is not exceeded.
  • the signal flow for realizing the method according to the invention is to be clarified in principle.
  • a CNC program can generate the control of the coordinate measuring machine 10, the target position for recording the images and positions for determining the object features.
  • An internal trigger bus 40 ensures that the image acquisition and the position measurement and the optional flashing of the illumination are performed in a time-synchronized manner and thus synchronously in place.
  • a control computer 44 reads from a signal processing computer 46 already existing images with associated positions and calculates therefrom the features to be measured and links.
  • the stack memory 42 may be a working memory which is allocated in the signal processing computer 46 for the image series.
  • the signal processing computer 46 may be a PC with sufficient memory and image processing software.
  • the stack memory 42 is emptied. Through this evaluation process as many images and position assignment can be evaluated as the remaining computing time of the computer used is available.
  • taking the pictures has priority. If necessary, remaining image stacks are evaluated at the end of the measuring process.
  • Control computer 44, signal processing computer 46 and the stack memory can be integrated in the control and computer unit 12, which in turn can be a PC with control card for CNC devices.
  • the method according to the invention is not limited to coordinate measuring machines, as can be seen purely in principle from FIG. 1.
  • an unillustrated measurement object is viewed from below by the image processing sensor 36 with integrated camera such as CCD camera. Above the measurement object, a lighting device 48 is arranged.
  • the control or computer unit 12 with the stack memory 40 and positions ü- takes over the control of the system according to the manner described above.
  • the machine is to be controlled such that the successively approached image areas always adjoin one another or overlap slightly, as illustrated with reference to FIG. 4.
  • the individual image areas are identified by reference numerals 50, 52, 54, 56.
  • the result is a total image 58.
  • the corresponding geometry features can be calculated by a parallel evaluation process.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssensor zur Messung von Strukturen von Messobjekten, wobei der Bildverarbeitungssensor relativ zum Messobjekt während der Messung in mindestens einer Koordinatenrichtung bewegt wird. Damit die Funktion der "On the fly"-Messung weitgehend unabhängig vom Bediener gewährleistet ist, wird vorgeschlagen, dass die Regeln für das Aufnehmen der Bilder während der Messung in der Software des Koordinatenmessgerätes hinterlegt sind.

Description

Beschreibung
Verfahren für Koordinatenmess gerate mit Bildverarbeitungssensor
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren für Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssensor zur Messung von Strukturen von Messobjekten, wobei der Bildverarbeitungssensor relativ zum Messobjekt während der Messung in mindestens einer Koordinatenrichtung bewegt wird.
Aus der EP-B-I 286 134 oder der EP-A-I 729 194 ist bekannt, mit Koordinatenmess- geräten und Bildverarbeitungssensorik Messwerte während der Bewegung des Messobjekts aufzunehmen. Während des Überfahrens der interessierenden Objektposition wird zum Beispiel durch Lichtblitz ein kurzes Belichten der Kamera erreicht und der entsprechende interessierende Objektausschnitt mit geringster Bewegungsunschärfe erfasst. Das Messen während der Bewegung wird als „On the fly" bezeichnet.
Grenzen der bisher bekannten Verfahren bei der Betriebsart „On the fly" bestehen darin, dass der Bediener mühsam den Gesamtablauf organisieren muss. Durch die in der Literatur beschriebenen Verfahren ist es notwendig, dass erst alle Bildinhalte für verschiedene Messpositionen abzuspeichern sind und anschließend die Auswertung der Bilder erfolgt. Dies hat den Nachteil, dass die nachfolgende Auswertung zusätzliche Messzeit benötigt, die eigentlich durch das Verfahren gespart werden soll. Alternativ ist die Auswertung der Bildinhalte jeweils abzuschließen, bevor ein nächstes Bild aufgenommen werden kann. Die Veränderung von Licht- und Vergrößerungseinstellungen bei Ver- wendung von Zoom-Optiken müssen ebenfalls vom Bediener im Vorhinein abgeschätzt und bei der Programmierung des Koordinatenmessgeräts berücksichtigt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile dadurch zu vermeiden, dass das Messgerät mit entsprechenden Vorrichtungen bzw. Verfahren ausgestattet wird, dass die Funktion der „On the fly"-Messung weitgehend unabhängig vom Bediener gewährleistet wird.
Die Aufgabe wird erfindungs gemäß im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Regeln für das Aufnehmen der Bilder während der Messung in der Software des Koordinaten- messgerätes hinterlegt sind.
Das Aufnehmen der Bilder während der Messung wird softwaremäßig z.B. in Abhängigkeit von Technologieparametern gesteuert, die ihrerseits Auswirkungen auf den folgenden Messprozess haben. So kann z.B. die Aufnahme der Bilder kontinuierlich bis zum Ändern einer Beleuchtungseinstellung oder z.B. sich änderndem Bezugssystem erfolgen. Auch wird z.B. die Beleuchtungslänge bzw. die Shutterzeiten in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des optischen Sensors gesteuert. Ablaufprogramme ohne Änderung von Einstellparametern wie Licht, Helligkeit oder Bezugssystem werden automatisch als „On the fly"-Messung durchgeführt, auch wenn Sie nicht als „On the fly"-Messung programmiert sein sollten. Die Verfahrwege werden Splinemoves so gesteuert, dass eine maximale Beschleunigung nicht überschritten wird. Dies sind Beispiele für in der Software hinterlegte Regeln, durch die das Aufnehmen der Bilder während der Messung gesteuert wird.
Insbesondere ist vorgesehen, dass die an den jeweiligen Zielpositionen des Messobjekts aufgenommenen Bildern zusammen mit den zugehörigen Positionen der Koordinatenachsen des Koordinatenmessgeräts durch einen Software-Teil in einem Stapelspeicher (stack) abgespeichert werden und von einem zeitlich parallel und/oder zeitlich nachlaufenden Teil der Software zu Messergebnissen ausgewertet werden. Dabei kann dieser Speichervorgang in Bereichen des Messablaufs automatisch durchgeführt werden, in denen sich keine Änderung von Technologieparametern, wie Licht, Vergrößerung, Ausrichtzustand des Werkstückkoordinatensystems, Sensorwechsel oder ähnliches befindet.
In Weiterbildung sieht die Erfindung vor, dass die Aufnahme der Bilder an festen, durch die Software vorgegebenen Positionen in der Weise erfolgt, dass die resultierenden Bilder sich durch nahtloses Aneinanderfügen und/oder Überlappung zu einem Gesamtbild des Messobjekts zusammenfügen.
Der Prozess zum Aufnehmen und Speichern von Bildern/Positionen kann asynchron zum Auswerteprozess ablaufen.
Auch kann der Softwareprozess zum Aufnehmen der Bilder und Positionen gegenüber allen anderen Softwareprozessen Priorität bekommen.
Unabhängig sollte vorgesehen sein, dass das Koordinatenmessgerät durch die Software im Falle von Wechsel der Technologieparameter (wie Lichtvergrößerung, Werkstückkoordinatensystemänderung) den Bildaufnahmeprozess so lange unterbricht, bis die entsprechende Änderung der Technologieparameter vollzogen ist.
Die Problematik der zeitlichen Abstimmung der Rechenzeit für das Auswerten der Bilder und Aufnahmezeit der Bilder kann erfindungsgemäß dadurch gelöst werden, dass während des Bildaufnehmens alle zu messenden Positionen nacheinander anpositioniert werden und in jeder Position wird durch einen Software-Teil ein entsprechendes Bild mit zugehöriger Position der Koordinatenmessgeräteachsen aufgenommen und abgespeichert wird. Diese gespeicherten Daten werden in einem Stapel (stack) abgespeichert. Zeitgleich und/oder nach Abschluss der entsprechenden Aufnahmen erfolgt die Auswertung durch einen zweiten Software-Teil, der diesen Stapel (stack) permanent abarbeitet und hieraus die Messergebnisse berechnet. Der Prozess zum Aufnehmen der Bilder hat Priorität. Das führt dazu, dass immer dann, wenn relativ wenig Bilder pro Positionierweg aufgenommen werden müssen, viel Zeit für das Auswerten der bereits im Vorhinein aufgenommenen Bilder zur Verfügung steht. Diese werden dann ausgewertet. Im ungünstigsten Fall bleibt das Messgerät am Ende des abgeschlossenen Posi- tionierzyklus einen kurzen Zeitraum stehen und es werden die restlichen Bilder inklusive Positionen aus dem Stack heraus abgearbeitet und ausgewertet.
Ein zweites Vorgehen besteht darin, für das Messen „On the fly" Bereiche eines einmal erstellten CNC-Programms für Koordinatenmessgeräte zu benutzen, in denen keine Technologieparameter geändert werden. Diese werden durch die Software vorher automatisch detektiert. Zum Beispiel werden Programmbereiche, in denen keine Veränderung der Auflicht-/Durchlichtbeleuchtungsart vorgenommen werden, automatisch als Bereiche für „On the fly"-Messungen erkannt und entsprechend gemessen. Analog ist es möglich, Bereiche zu erkennen, in denen keine Vergrößerungsänderung einer entsprechenden Zoom-Optik vorgenommen wird. Diese werden dann ebenfalls „On the fly" gemessen. Eine ähnliche Vorgehensweise ist für andere Technologieparameter, wie Messungen aller Merkmale in einer Ebene, Messungen im Raum, Ausrichtung eines Werkstückkoordinatensystem und andere vorgesehen.
Ein weiteres Detail zur Realisierung einer besseren Bedienbarkeit von Koordinaten- messgeräten mit Bildverarbeitungssensor und „On the fly"-Betriebsart ist dadurch gegeben, dass in der Koordinatenmessgeräte-Software vorgesehen wird, auf definierte Positionen mit dem Bildverarbeitungssensor „On the fly" zu positionieren. Diese Positionen werden so ausgewählt, dass sich die entstehenden Aufnahmen nahtlos aneinander fügen oder leicht überlappen. Diese können dann unter Berücksichtigung der jedem Bild zugeordneten Positionen zu einem großen Gesamtbild zusammengefügt werden. Die Auswertung erfolgt dann automatisch nach Abschluss des Gesamtbildaufnahmevorgangs oder für Teilbereiche bereits während der Bildaufnahme weiterer Bilder.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung eines Koordinatenmessgerätes zur Durchführung des erfindung s gemäßen Verfahren,
Fig. 2 einen Signalfluss des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 eine weiteren Ausführungsform eines Koordinatenmessgerätes zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 4 aufgenommene Bildbereiche und ein aus diesen gebildetes Gesamtbild.
In den Fig. 1 und 3 sind Koordinatenmessgeräte dargestellt, mit denen eine Steuerungsbzw. Rechnereinheit verbunden bzw. in denen eine solche integriert ist, um entsprechend der erfindung s gemäßen Lehre Strukturen eines Objektes mittels eines Bildverarbeitungssensors während der Bewegung des Sensors nach dem so genannten „on the fly"-Verfahren zu messen, wobei die Regeln für das Aufnehmen der Bilder während der Messung in der Software des Koordinatenmessgerätes hinterlegt sind, die in der Steue- rungs- bzw. Rechnereinheit abgelegt ist.
Nach der Fig. 1 weist ein Koordinatenmessgerät 10 z. B. einen aus Granit bestehenden Grundrahmen 14 mit einem Messtisch 16 auf, auf dem ein zu messendes Objekt 18 positioniert ist. Von dem Grundrahmen 14 geht ein Portal 20 aus, das Säulen 22, 24 aufweist, von denen wiederum eine Traverse 26 ausgeht, entlang der, also in X-Richtung (Pfeil 28) ein Schlitten 30 verstellbar ist, der seinerseits eine Pinole oder Säule 32 aufnimmt, die in Z-Richtung (Pfeil 34) verstellbar ist. In Y-Richtung, also in die Zeichenebene hinein bzw. aus dieser heraus, kann der Messtisch 16 und/oder das Portal 20 verstellt werden.
Von der Pinole 32 geht ein Bildverarbeitungssensor 36 mit Kamera wie CCD-Kamera aus. Im Ausführungsbeispiel ist in dem Messtisch 16 eine extern triggerbare Durchlichtbe- leuchtung 38 integriert. Alternativ besteht die Möglichkeit, im Hellfeld- oder Dunkelfeldauflicht mit einer nicht dargestellten oberhalb des Messtischs 16 angeordneten Beleuchtung zu messen.
Erwähntermaßen wird das Koordinatenmessgerät 10 mittels der mit diesem verbundenen Steuerungseinheit bzw. Rechnereinheit 12 gesteuert. In dieser ist eine Speichervorrichtung für das Speichern von Bildstapeln gemeinsam mit einer Auswerteeinheit für den Bildverarbeitungssensor 36 integriert.
Um im „On the Fly"-Modus zu messen wird üblicherweise während des Überfahrens der interessierenden Position des zu messenden Objekts 18 z.B. durch Lichtblitz ein kurzes Belichten der Kamera wie CCD-Kamera des Bildverarbeitungssensors 36 erreicht und der entsprechende interessierende Objektausschnitt mit geringster Bewe- gungsunschärfe erfasst. Dieses sogenannte „On the fly"-Messverfahren ist hinlänglich bekannt. Beispielhaft wird auf die Erläuterungen in der EP-B-I 286 134 oder der EP-A- 1 729 194 verwiesen, auf deren Offenbarung vollinhaltlich Bezug genommen wird.
Folglich wird das Objekt 18 nicht dann gemessen, wenn der Bildverarbeitungssensor 36 zu dem Objekt 18 statisch ausgerichtet ist, sondern dann, wenn der Bildverarbeitungssensor 36 relativ zu dem Messobjekt 18 bewegt wird. Dabei erfolgt eine Bewegung zumindest in einer Koordinatenrichtung.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Regeln für Aufnehmen der Bilder während der Messung mit dem Bildverarbeitungssensor 36 in der Software des Koordinaten- messgerätes 10 hinterlegt sind, also in der auf die Steuerungs- bzw. Rechnereinheit 12 aufgespielte Software. Dabei werden die an den jeweiligen Zielpositionen des Messobjektes aufgenommenen Bilder zusammen mit den zugehörigen Positionen des Koordinatenachsen des Koordinatenmessgerätes 10 durch einen Softwareteil in einem Stapelspeicher (Stack) abgespeichert und von einem zeitlich parallel und/oder zeitlich nachlaufenden Teil der Software zu Messergebnissen ausgewertet. Das Aufnehmen der Bilder während der Messung wird softwaremäßig z.B. in Abhängigkeit von Technologieparametern gesteuert, die ihrerseits Auswirkungen auf den folgenden Messprozess haben. So kann z.B. die Aufnahme der Bilder kontinuierlich bis zum Ändern einer Beleuchtungseinstellung oder z.B. sich änderndem Bezugssystem erfolgen. Auch wird z.B. die Beleuchtungslänge bzw. die Shutterzeiten in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des optischen Sensors gesteuert. Ablaufprogramme ohne Änderung von Einstellparametern wie Licht, Helligkeit oder Bezugssystem werden automatisch als „On the fly"-Messung durchgeführt, auch wenn Sie nicht als „On the fly"-Messung programmiert sein sollten. Die Verfahrwege werden Splinemoves so gesteuert, dass eine maximale Beschleunigung nicht überschritten wird. Dies sind Beispiele für in der Software hinterlegte Regeln, durch die das Aufnehmen der Bilder während der Messung gesteuert wird.
Anhand der Fig. 2 soll rein prinzipiell der Signalfluss zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht werden. So kann ein CNC-Programm die Steuerung des Koordinatenmessgerätes 10, die Zielposition für die Aufnahme der Bilder und Positionen zur Bestimmung der Objektmerkmale generieren. Durch einen internen Triggerbus 40 wird sichergestellt, dass die Bildaufnahme und die Positionsmessung und das optionale Blitzen der Beleuchtung zeitsynchron und somit orts synchron durchgeführt werden.
Die entsprechenden Bilder mit den zugehörigen Positionen des Koordinatenmessgerätes 10 werden in einem Stapelspeicher 42 gespeichert. Gleichzeitig hierzu liest ein Steuerrechner 44 aus einem Signalverarbeitungsrechner 46 bereits vorhandene Bilder mit zugehörigen Positionen aus und berechnet hieraus die zu messenden Merkmale und Verknüpfungen.
Bei dem Stapelspeicher 42 kann es sich um einen Arbeitsspeicher handeln, der im Signalverarbeitung srechner 46 für die Bilderserien allociert ist. Der Signalverarbeitungsrechner 46 kann ein PC mit ausreichendem Arbeitsspeicher und Bildverarbeitungssoftware sein.
Hierbei wird der Stapelspeicher 42 geleert. Durch diesen Auswerteprozess können so viele Bilder und Positionszuordnung ausgewertet werden, wie die verbleibende Rechenzeit des eingesetzten Computers verfügbar ist.
Bei der Abarbeitung hat das Aufnehmen der Bilder Priorität. Gegebenenfalls werden zum Ende des Messprozesses verbleibende Bilderstapel ausgewertet.
Steuerrechner 44, Signalverarbeitungsrechner 46 und der Stapelspeicher können dabei in der Steuerungs- und Rechnereinheit 12 integriert sein, der seinerseits ein PC mit Steuerungskarte für CNC-Geräte sein kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist jedoch nicht auf Koordinatenmessgeräte beschränkt, wie diese rein prinzipiell der Fig. 1 zu entnehmen sind.
Vielmehr sind das Messverfahren „On the fly" und das erfindungsgemäße Verfahren für sonstige bekannte Koordinatenmessgeräte einsetzbar. Rein beispielhaft sei dies anhand der Fig. 3 an einem weiteren Ausführungsbeispiel für ein Koordinatenmessgerät zur Realisierung des oben beschriebenen Verfahrens verdeutlicht. Dabei werden in Bezug auf Fig. 1 für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 wird ein nicht dargestelltes Messobjekt durch den Bildverarbeitungssensor 36 mit integrierter Kamera wie CCD-Kamera von unten betrachtet. Oberhalb des Messobjektes ist eine Beleuchtungseinrichtung 48 angeordnet. Die Steuerungs- bzw. Rechnereinheit 12 mit dem Stapelspeicher 40 und Positionen ü- bernimmt die Steuerung des Systems gemäß zuvor beschriebener Weise. Dabei soll entsprechend dem Ausführungsbeispiel die Maschine so gesteuert werden, dass die nacheinander angefahrenen Bildbereiche immer aneinander anschließen bzw. sich leicht ü- berlappen, wie an Hand der Fig. 4 verdeutlicht wird. Die einzelnen Bildbereiche sind mit den Bezugszeichen 50, 52, 54, 56 gekennzeichnet. Hierdurch besteht die Möglich- keit, ohne Stoppen des Messgerätes einen größeren Messbereich abzurastern, als durch die Aufnahme von Einzelbildern möglich ist. Es entsteht ein Gesamtbild 58. In diesem Gesamtbild 58 können durch einen parallel laufenden Auswerteprozess die entsprechenden Geometriemerkmale berechnet werden.

Claims

PatentansprücheVerfahren für Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssensor
1. Verfahren für Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssensor zur Messung von Strukturen von Messobjekten, wobei der Bildverarbeitungssensor relativ zum Messobjekt während der Messung in mindestens einer Koordinatenrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Regeln für das Aufnehmen der Bilder während der Messung in der Software des Koordinatenmessgerätes hinterlegt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die an den jeweiligen Zielpositionen des Messobjekts aufgenommenen Bildern zusammen mit den zugehörigen Positionen der Koordinatenachsen des Ko- ordinatenmessgeräts durch einen Software-Teil in einem Stapelspeicher (stack) abgespeichert werden und von einem zeitlich parallel und/oder zeitlich nachlaufenden Teil der Software zu Messergebnissen ausgewertet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Speichervorgang in Bereichen des Messablaufs automatisch durchgeführt wird, in denen sich keine Änderung von Technologieparametern, wie Licht, Vergrößerung, Ausrichtzustand des Werkstückkoordinatensystems, Sensorwechsel oder ähnliches befindet.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme der Bilder an festen, durch die Software vorgegebenen Positionen in der Weise erfolgt, dass die resultierenden Bilder sich durch nahtloses Aneinanderfügen und/oder Überlappung zu einem Gesamtbild des Messobjekts zusammenfügen.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess zum Aufnehmen und Speichern von Bildern/Positionen asynchron zum Auswerteprozess abläuft.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Softwareprozess zum Aufnehmen der Bilder und Positionen gegenüber allen anderen Softwareprozessen Priorität bekommt
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Koordinatenmessgerät durch die Software im Falle von Wechsel der Technologieparameter (wie Lichtvergrößerung Werkstückkoordinatensystemänderung) den Bildaufnahmeprozess so lange unterbricht, bis die entsprechende Änderung der Technologieparameter vollzogen ist.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Triggerbus Bildaufnahme, Positionsmessung und kurzzeitiges Belichten des Objekts zeitsynchron durchgeführt werden und so aufgenommene Bilder mit zugehörigen Positionen des Koordinatenmessgeräts in einem Stapelspeicher gespeichert werden.
9. Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Stapelspeichers einem Signalverarbeitungsrechner zugeführt werden, aus dem ein Steuerrechner Bilder mit zugehörigen Positionen ausliest bei gleichzeitigem Leeren des Stapelspeichers.
10. Verfahren nach zumindest einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Bildverarbeitungssensor gemessenen Bildern mit den zugehörigen Positionen des Koordinatenmessgeräts in einem Stapelspeicher gespeichert werden und dass gleichzeitig oder zeitversetzt eine Steuerrechner aus einem Signalverarbeitung srechner bereits vorhandene Bilder mit zugehörigen Positionen ausliest und hieraus die zu messenden Merkmale und Verknüpfungen des zu messenden Objekts berechnet.
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