WO2017207602A1 - Verfahren zur identifizierung eines werkstücks, ermitteln eines messablaufs und vermessung eines werkstücks mit einem messgerät - Google Patents

Verfahren zur identifizierung eines werkstücks, ermitteln eines messablaufs und vermessung eines werkstücks mit einem messgerät Download PDF

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WO2017207602A1
WO2017207602A1 PCT/EP2017/063108 EP2017063108W WO2017207602A1 WO 2017207602 A1 WO2017207602 A1 WO 2017207602A1 EP 2017063108 W EP2017063108 W EP 2017063108W WO 2017207602 A1 WO2017207602 A1 WO 2017207602A1
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WO
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workpiece
measuring
workpieces
batch
detection device
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Application number
PCT/EP2017/063108
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Matthias Riek
Thomas Müller
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Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh
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Publication date
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    • G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
    • G—PHYSICS
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • the present invention relates to a method for measuring a workpiece with a measuring device, a method for controlling the production of workpieces, a detection device for detecting an identification feature of a workpiece of a measuring device and a measuring device having such a detection device.
  • Quality control must be ensured, which is often done with measuring instruments. If workpieces of different shape and design are produced in succession on a production machine, it is particularly difficult to ensure a quality control which does justice to the various workpieces.
  • An object of the invention is to provide a solution to one or more of the above problems.
  • the invention relates to a method for measuring a workpiece with a measuring device, comprising
  • Detecting means and determining an identity information of the workpiece, the workpiece batch and / or the arrangement,
  • a measuring device in this invention is a device with which workpieces can be measured, in particular sizes or a condition of a workpiece.
  • Exemplary quantities are dimension-sized quantities, such as length, width, height, coordinates, in particular coordinates of points on a surface (surface coordinates).
  • Exemplary nature is a surface roughness, the presence of
  • Exemplary measuring devices are radiation-based measuring devices, in particular
  • measuring device may thus in particular have one or more of these meanings.
  • a preferred measuring device is a coordinate measuring machine (CMM), in particular an optical or tactile CMM.
  • CMM coordinate measuring machine
  • a coordinate measuring machine may have a conventional construction, such as portal measuring device, horizontal arm measuring device or gantry CMM.
  • Mentioned robotic measuring devices may have as a measuring unit a measuring unit that is optical, tactile, or radiation-based, and that can be moved to a desired location with a moving device, such as a robot arm.
  • a robot measuring device may have a coordinate measuring unit.
  • the method according to the invention can have as a further step: transmission of the measuring procedure to the measuring device. This step is useful, for example, if the determination of the measurement sequence or the suggestion of features or steps of a measurement procedure in step d) does not take place within a measurement device.
  • a workpiece is also called a test object.
  • a workpiece batch is a plurality of similar workpieces, the individuals are not individually identified.
  • An arrangement of a plurality of workpieces is in particular a spatial arrangement of a plurality of workpieces, in particular an arrangement of a plurality of workpieces on a support structure, for example a pallet.
  • the disclosure may also apply to a workpiece batch, even if this is not mentioned again each time.
  • the identification feature one or more data can be mapped or stored to the workpiece.
  • the identification feature can represent data directly. Examples of these are letters, numbers or symbols, or any combination thereof.
  • Identity information may include letters, numbers, other characters, images or symbols, dimensional data such as two-dimensional or three-dimensional, or any combination thereof.
  • the identity information may be encrypted or encoded.
  • data on the workpiece is encoded in the identity feature.
  • coded preferably means that a sign of a first
  • Character set is assigned.
  • An example of this is a barcode in which data is mapped in binary symbols.
  • the term "data” in the plural may mean one or more pieces of information, which may be expressed by the term "one or more data".
  • the data are in particular selected from the following: data for identifying the workpiece, data for characterizing the workpiece, data for at least one physical size of the workpiece.
  • Data for identification may be generic or individual data
  • data for unique identification are present in the identification feature.
  • data for identification may include information about what kind of work piece or which individual of a work piece is involved.
  • Data for the characterization may be information of what kind the workpiece is, for example which shape feature or characteristic feature a workpiece has.
  • Data on at least one physical size of a workpiece is e.g. Data on the outer shape or dimension of the workpiece (such as length, width, height, of the workpiece or substructures thereof).
  • identification feature is meant a feature having one or more data for identification and / or one or more data for characterization and / or data for at least one physical size of the workpiece.
  • identification feature is used for this purpose as a collective term, but may in particular have one or more of the meanings mentioned above.An identification feature may in particular be an optical feature or an electrical feature or a combination thereof.
  • Optical features can be, for example, one-dimensional or two-dimensional barcodes or descriptions impressed on the workpiece, in particular from alphanumeric character strings. Another possible optical
  • Identification feature may be a workpiece image of the relevant workpiece.
  • a workpiece image may be stored as a drawing in a database used in the method.
  • the workpiece can be identified by means of image recognition from such an image.
  • An electrical identification feature may be selected from the following: radio-based electrical identification features, such as passive or active radio chips (eg, RFID, NFC), that may be mounted on a surface of the workpiece or in a recess. Also conceivable are cable-based electrical identification features, such as, for example, wired identity (ID) chips (such as Dallas one-wire bus), which are attached to the workpiece and allow an electrical connection to the detection device for readout.
  • ID wired identity
  • An electrical identification feature can be readable and preferably also additionally writable. So, for example
  • Information such as process parameters, before and / or after a measuring process on the workpiece or the arrangement workpieces are read, stored and / or deleted.
  • the detection device described.
  • the detection device is also called
  • the detector may operate optically, wirelessly or by electrical contact, i. so capture the identification feature. These variants will be discussed below.
  • An optical detection device may comprise, for example, a camera and / or a laser scanner.
  • an optical identification feature or an optically detectable identification feature can be detected.
  • Identification feature is for example an image, a contour or a feature of the workpiece.
  • a detection device which operates wirelessly or by means of an electrical contact is also referred to collectively as electrical detection device.
  • An electrical detection device may be electrically detectable
  • the identification feature may comprise an integrated circuit, for example in the form of a chip, which can communicate via radio.
  • the detector may read data from such a circuit.
  • a wireless communication can take place via any type of electromagnetic waves, with radio waves are particularly suitable.
  • a detection device operating by means of an electrical contact is also referred to as a wired detection device. The communicates via an electrical connection, which is wired, with the identification feature.
  • a detection device such as processor unit or
  • the detection device can be arranged in or on a measuring device or connected to the measuring device.
  • the detection device may be an external device. This will be discussed later.
  • the identification feature can have a writable memory.
  • a method may include: storing information from the measurement of the workpiece or the arrangement of a plurality of workpieces in the memory of the
  • the identification feature has a writable memory
  • Method also having the step of generating a further identity information of the workpiece and storing the further identity information in the memory of the identification feature.
  • Such further identity information may be additional identity information to an already existing identity information.
  • Exemplary are: an image of the workpiece, which is generated with an optical detection device, such as a camera, dimensionally accurate data, such as two-dimensional or three-dimensional (length, width) of the workpiece, etc.
  • a mentioned database can be connected to a controller and / or to a measuring computer of the coordinate system.
  • identity information regarding a workpiece to which the identity information belongs,
  • Measurement data of the relevant workpiece be stored. Mentioned information from the measurement of the workpiece can also be stored in the database, associated with the workpiece.
  • Proposing Characteristics or Steps of a Measurement Procedure In the method, features or steps for a measurement procedure can be created in step d), provided that for the identified workpiece no complete measurement process is present. The same applies to an arrangement of several workpieces.
  • the measuring sequence is, for example, one that is suitable for the shape or shape characteristics of the workpiece. Examples of a measurement sequence are a sequence of touch points, a sequence of scans, circular measurements,
  • Data or results from the measurement of the workpiece obtained in step e) can be stored in the database.
  • the detection device has a coupling device.
  • the detection device is connected via the coupling device to a
  • Movement device of the measuring device in particular a CMM, coupled and the detection device is moved with the movement device in a position for detecting the identification feature.
  • the detection device the one
  • Coupling device is in particular an electrical detection device. With the movement device, the detection device can be close to
  • Identification feature to be moved, in particular, an electrical
  • Detector can be moved close to an electrical identification feature, the electrical detection device and the electrical identification feature can communicate via cable or radio.
  • a radio communication between detection device and identification feature can be designed for only short distances, so that the production of a relative proximity is advantageous. Also for the production of a cable connection, relative proximity is very advantageous.
  • a movement device is a device of the measuring device for moving a measuring system, in particular a tactile or an optical measuring system.
  • the movement device is also referred to as a displacement device.
  • a moving device With a moving device, a measuring system along one or more several axes are moved.
  • the movement device is preferably movable in three spatial directions, in particular along the axes of a Cartesian coordinate system.
  • a measuring system in particular a measuring sensor, is moved to a desired position during measuring operation of the measuring device.
  • the movement device is used to move the detection device to a desired position.
  • the coupling device is designed such that it can be connected to coupling means on the
  • the coupling device may be one that is usually also present on a measuring system for measuring, in particular for measuring coordinates, for example a coupling device which is present on a measuring head.
  • a coupling device which is present on a measuring head.
  • An example of this is a three-point coupling device.
  • the detection device has a coupling device, in particular, the detection device before measuring the
  • Measuring system is, as already said, preferably a tactile or an optical
  • the detection device and the measuring system are structurally separate devices.
  • a detection device into a measuring system, for example a tactile or optical one. This has the advantage that no change between the detection device and the measuring system must be made. If the detection device and the measuring system
  • Measuring system are structurally separated from each other and each have a coupling device for coupling to a moving device, measuring system and detection device for the identification feature can be stored in each case when not needed in a removable magazine and removed if necessary from the removable magazine by coupling to the moving device. Changing between detection device and measuring system can be fully automated.
  • the detection device has a light projection device and the method comprises: Determining an image of the workpiece stored in the database and / or information about a position or pose to be produced for the measurement
  • the term "pose” means "position and orientation”.
  • Said light projection device can serve the user as a visualization assistance system for the placement of the workpiece in the measuring device. Furthermore, the
  • Detection device or the light projection device in a coordinate system of the measuring device is known. Furthermore, the target position of the workpiece is known. It can be projected with the light projection device, an image of the workpiece, in particular an image of a three-dimensional model on the measuring table or the base of the measuring device. This allows a user to correctly place the workpiece in the meter and provides a visual pre-evaluation, such as whether certain features of the workpiece, such as holes, are present.
  • step a) first the identification feature of the arrangement of several
  • step c) the arrangement is identified and then at least one
  • step e) the at least one workpiece is measured out of the arrangement.
  • a stepwise or nested method is specified by detecting a workpiece arrangement, for example on a pallet, in a first step.
  • a workpiece arrangement for example on a pallet
  • the identification feature is detected by at least one workpiece and the workpiece identified, preferably of all the workpieces Arrangement. From this, depending on the identification feature and workpiece, an individual measurement sequence for the relevant workpiece is determined and the workpieces can be measured sequentially or in succession with the associated measurement sequence. In particular, when identifying the arrangement, a number and / or spatial position of at least one workpiece can be determined from the arrangement.
  • the present invention relates to a method for controlling and / or regulating the manufacture of a workpiece, comprising
  • Data transmission connection or network is connected to the production machine
  • a network can be used as facilities, for example a computer, server,
  • the workpiece may be a final product, a precursor or a
  • the production machine is in particular a
  • Machine tool a CNC-controlled machine, 3D printer, lathe, milling cutters, anodizing machines, casting machines, injection molding machines.
  • the production machine can also be connected to a mentioned database. With the method described above can be measured by CMM
  • Production machine to be forwarded.
  • the production machine can then adapt the production parameters for a future further workpiece or several thereof and / or, if required, production tools, such as a drill or a milling cutter,
  • a workpiece-unique identification feature is created and / or attached to the workpiece from the workpiece batch.
  • Embodiment relates to the variant of the method, which is related to a workpiece batch.
  • initially only the workpiece batch can have an identification feature, but not one or more of the individual workpieces from the
  • an individual from the workpiece batch is then also provided with an identification feature.
  • a suitable measurement sequence can be determined, for example, for a workpiece batch, if all components of a workpiece batch are geometrically identical. It can be provided after the measurement process, an individual workpiece with a unique identification feature.
  • the one-to-one identification feature can be assigned a measurement sequence for the individual workpiece, a one-to-one measurement sequence.
  • the attachment takes place in particular by imprinting, gluing or otherwise fastening with a fastening means on the workpiece, in particular on the surface of the workpiece.
  • a fastening means for example, an identification feature for a Batch or a unique identifier for a workpiece individual are assigned.
  • Such newly attached identification features can each be created for a workpiece or a batch in the database.
  • Identification feature can with a manufacturing for such
  • Identification feature can be generated, for example, a writing instrument, a
  • the generated or attached identification feature process parameters and / or measurement processes can be assigned and these can be stored in the database together with the identification feature.
  • the identification feature may be before or during the
  • the step v) of the control and / or regulation also includes the production of at least one further workpiece in the production machine.
  • the following step is further performed:
  • the invention relates to a detection device for detecting an identification feature of a workpiece of a measuring device and / or an arrangement of a plurality of workpieces, wherein the detection device comprises:
  • the information acquisition unit may be an electrical
  • a detection device having an electrical information detection unit is an electrical detection device already disclosed above.
  • a detection device with an optical information detection unit is an optical detection device.
  • Information acquisition unit is an optical already disclosed above
  • Detection means A combination of these is possible.
  • the processor unit takes over the control of the information acquisition unit. On it can run operations, such as arithmetic operations, which are used to determine the
  • Processor unit sending and / or receiving data via the communication interface.
  • the communication interface can connect the detection device with a measuring device, in particular with a controller or a measuring computer.
  • Communication interface is used in particular for the transmission of determined
  • the communication interface may be a wired communication interface or a wireless communication interface.
  • Communication interface may e.g. LAN, CAN, USB, RS232. wireless
  • Connections between the detector and the CMM may be, for example, Bluetooth, WLAN, ZigBee, GSM / UMTS / 3G / 4G.
  • the detection device may have a power supply.
  • the power supply can be wired and / or provided by battery. Also a contactless
  • a detection device can furthermore be a
  • this has a
  • Coupling device via which the detection device to a
  • Movement device of the measuring device can be coupled. This has already been discussed above with reference to a method according to the invention.
  • the detection device is integrated in a mobile control panel for a measuring device. This makes it possible for the user to place the workpiece in the measuring range of the CMM and to capture the identification feature with the detection device by moving the control panel in the vicinity of the measurement object.
  • the invention relates to a computer program having
  • Program code means which is designed to carry out a method according to the invention, when the computer program is executed in a measuring device, in particular a controller of the measuring device, a computer or in a detection device, as described above.
  • the computer program is designed to carry out the following steps:
  • step b) identifying the workpiece / the arrangement of several workpieces and / or characterizing the workpiece / the arrangement of several workpieces, from the comparison with the database in step b) and in cooperation with the database,
  • the above computer program is designed to also carry out the following step: Detecting an identification feature of a workpiece and / or an arrangement of several workpieces and for determining a
  • this step may be performed with a separate device and another stored in such a device
  • Detection device for data transmission communicates.
  • the above computer program is designed to control the following step: measuring the workpiece or at least one workpiece from the arrangement of several workpieces with the measuring sequence in the
  • the computer program may be configured to suggest features or steps in surveying.
  • the computer program can be designed as a machine or computer-controlled assistant.
  • a suggestion may be made as to which of the features should be measured first or preferably. This can be done depending on a type of workpiece if the workpiece type was determined during identification.
  • the above computer program is configured to perform one or more of the following steps:
  • the invention also relates to a measuring device having a previously described detection device or a previously described computer program.
  • the detection device can be firmly installed in the measuring device, in particular be integrated in a control panel, be permanently installed on another component of the CMM.
  • the installation may be stationary or locally variable, for example when the detection device is integrated in a mobile control panel. In a stationary installed detection device, the user can move the workpiece in the vicinity of the detection device before the measurement process.
  • connection of the detection device to the measuring device can be wired or wireless.
  • a mentioned computer program is stored in particular in a measuring computer of a measuring device.
  • the invention will be described below with reference to exemplary embodiments. Show it:
  • Fig. 1 shows a workpiece with different identification features in two
  • 3 shows a basic structure of a detection device
  • FIG. 5 shows a basic structure of a further embodiment of a
  • Detector a control console for a coordinate measuring machine with a detection device integrated therein, a detection device which can be connected to a coordinate measuring machine, an overview of a system for carrying out methods according to the invention
  • the 12 shows a method sequence of a method for controlling the production of a workpiece.
  • 1 shows possible identification features 2, 3, 4 of a workpiece 1.
  • the workpiece 1 can be seen in Fig. 1 left and Fig. 2 right in two different views. Not all identification features 2, 3, 4 must be present, one of them is sufficient.
  • the identification feature 2 is a two-dimensional electronically readable code.
  • the identification feature 3 is an NFC code (near field communication code) stored in a radio chip.
  • the identification feature 4 is a combination of
  • the identification features 2, 3, 4 are each glued to the surface of the workpiece.
  • an identification feature can be inscribed with a laser.
  • Fig. 2 shows an arrangement 5 of several workpieces 7, 8, 9, 10, 1 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, which are arranged in a matrix-like manner on a pallet 6.
  • two identification features 2, 3 are applied, which are of the same nature as the identification features 2, 3 in FIG. 1.
  • an identification feature 19 is attached to the workpiece 15, which serves to identify this individual workpiece 15.
  • individual identification features which are not shown here can also be attached to the other workpieces shown.
  • This arrangement of identification features 2, 3 on the arrangement 5 and individual identification features 19 serve for the special process variant of the invention, where first the identification features 2, 3 of the arrangement 5 are detected and subsequently the identification feature 19 of FIG
  • Workpiece 15 (and possibly other workpieces). It is then possible first to identify the arrangement of the features 2, 3 and finally the individuals from the individual identification features such as 19.
  • a detection device 20 is shown in its basic structure.
  • the detecting device 20 has, as information detecting means, the electric reading unit 21 and the optical reading unit 22.
  • the reading unit 21 and / or the reading unit 22 may be present.
  • the electrical reading unit 21 is configured, for example, to read out and / or to describe a radio chip, such as RFID / NFC. Alternatively or additionally, the electrical reading unit 21 may be configured to read out and / or describe a wired chip via an electrical contact.
  • the optical reading unit 22 is, for example, a camera or a laser scanner. In this way, optical features applied on the workpiece and / or the image / contour of the workpiece can be read in for identification.
  • the reading units 21, 22 have been referred to in the general description part as an information detecting unit.
  • the processor unit 23 controls the reading units 21, 22. On it all relevant arithmetic operations take place, for the calculation of identity information from the
  • Identification feature 2, 3, 4 are needed.
  • the processor unit 23 sends data via the communication interface 24 or receives data from it.
  • Detection device 20 connected to the coordinate measuring machine and / or the evaluation of the coordinate measuring machine, which are still shown below.
  • a wired communication interface can be eg: LAN, CAN, USB, RS232. wireless
  • Measuring robot or an evaluation computer can be, for example: Bluetooth, WLAN, ZigBee, GSM / UMTS / 3G / 4G.
  • the voltage supply 25 of the detection device 20 can be provided by cable and / or battery / battery. Also a contactless
  • a detection device described.
  • Identification feature cooperates and detects a serial number, hereinafter also referred to as identification / serial number detection unit (ID / SN detection device).
  • the detection device 30 has the coupling device 31, with which the detection device 30 can be coupled to a quill, which is still shown below, as part of a movement device of a CMM.
  • the coupling device 31 is, for example, a three-point bearing.
  • the detection device 30 is both an electrical detection device and an optical detection device, so it can operate on both principles.
  • a radio chip 32 is installed, which allows near field communication.
  • a camera 33 is used as an optical component.
  • Detector 30 may be an isolated one as shown in FIG.
  • Detection device or it can be installed in a measuring sensor for coordinate measurement (for example, tactile or optical) as an additional component, or the electrical component 32 and / or the radio component 33 can in one
  • the detection device 30 can by means of a
  • Detection device 30 can thus be moved in the entire measuring range of the CMM to read in an identification feature of the workpiece.
  • Use case is the complete automation of the measurement process, as without human intervention via a removable magazine between a detection device 30 and a measuring sensor for coordinate measurement can be changed.
  • Fig. 4b shows a bottom view of the detection device 30, in which the coupling means 31 in the form of a conventional three-point coupling, with three rollers, as known from the field of CMM, can be seen.
  • FIG. 5 shows a possible construction of a detection device 30, also referred to as a sensor, from FIG. 4a.
  • the following describes the individual components and functions.
  • the information acquisition unit 41 is an RFID or NFC writer / reader. This reads out an active / passive RFID or NFC chip applied to a workpiece or to a workpiece pallet as an identification feature. To do this, the sensor 30 must be brought into the radio range of the active / passive RFID / NFC chip by the coordinate measuring machine. On the passive chip, e.g. the identity information of the workpiece to be stored. In addition, it is possible with the radio chip unit information such as
  • the camera unit 42 creates an image of the workpiece to be measured or the pallet. On the image located barcodes, for example, one or two-dimensional, are evaluated and a measuring computer or a control unit of the
  • Identity information by comparing the workpiece image with a database is also given.
  • This functionality can serve as a collision protection assistance system for measuring heads / sensors.
  • the camera image of the workpiece can also be stored in a measurement protocol and stored in the database.
  • the laser scanner 43 is used for reading in barcodes which are mounted on the surface of the workpiece, such as the barcode 2 or 4 in FIG. 1.
  • the laser scanner 43 can serve as an alternative or extension for the camera unit 42. In general, only one of the information acquisition units 41, 42 or 43 can be present.
  • the extension of the camera unit 42 by the laser scanner 43 makes sense if, for example, by unfavorable lighting conditions or on the camera image
  • Reflections on the workpiece a barcode can not be read or recognized.
  • the coarse contour and the absolute position of the workpiece in the measuring range of the CMM can also be determined and recognition or assignment of the identity information by comparison with the database can take place.
  • Another aspect is the avoidance of collisions between sensors / sleeves / measuring arms with the workpiece, if their position is known.
  • the optionally installed laser projector 44 serves the user of the CMM as
  • the identification feature of the workpiece is read in by one of the information acquisition units 41, 42, 43.
  • the virtual 3D model of the workpiece is loaded. Since the absolute position of the sensor 40 and the desired position of the workpiece are known, the laser projector 44 projects an image of the 3D model onto the CMM stage.
  • FIG. 6 shows a control panel with a detection device 50 installed therein.
  • a measurement technician can place the workpiece in the measuring range of the CMM and can bring the mobile control panel 45 close to the workpiece and align it with the workpiece such that the detection feature 50 identifies the identification feature can be recognized and read on the workpiece.
  • the detection feature 50 identifies the identification feature can be recognized and read on the workpiece.
  • Detection device 50 may also be provided at a different location of the control panel, for example on the side or at the bottom. After identifying or
  • FIG. 7 shows a detection device 60 which is connected to a coordinate measuring machine
  • the housing 61 has the window 62 behind which an optical
  • Information detection unit such as a laser scanner, is arranged. Via the cable 63 and the plug 64, the detection device 60 can be connected to an interface of a coordinate measuring machine, in particular a measuring computer.
  • a coordinate measuring machine in particular a measuring computer.
  • Detector 60 may be configured to be removable again from the CMM or a measurement computer or to be permanently installed. The user holds a workpiece to the position of the to read the identification feature
  • a detection device analogous to the detection device 60, which communicates via a radio link with the coordinate measuring machine, in particular a measuring computer.
  • the concept of an external wireless scanner is realized. With such a scanner, the user before a
  • Measuring procedure by holding the workpiece read the identification feature.
  • a specific example of an external wireless detector is a
  • Smartphone or tablet by holding a camera and / or an RFI D / N FC read /
  • Writing unit is installed.
  • a data glasses, camera or smartwatch can be used, with which an optical feature can be read.
  • the camera and a software installed on the device can be used to create an image of the measurement object, ie the workpiece.
  • an NFC chip mounted on the workpiece can be read in, if the device is within the radio range of the chip.
  • Identity information can be determined by means of the software from the image or from the radio chip as an identification feature. This information can be transmitted to the coordinate measuring machine or the measuring computer via communication interfaces installed in the device, such as WLAN, Bluetooth or GSM / UMTS / 3G / 4G. It is also possible to store further identity information, process parameters, measurement protocols on the chip with the software. Mentioned software may be in any kind of in this invention be stored described recording device or with such a
  • Measuring procedure serve and support the measuring technician in the daily measuring work or minimize errors / collisions due to possible incorrect operation or wrong starting of a wrong measuring procedure.
  • Fig. 8 shows a possible overall system which has all the necessary components to carry out methods according to the invention.
  • the measuring computer 70 also referred to as evaluation computer, on which a software according to the invention is installed, is connected to the coordinate measuring machine 72 via a wired or wireless communication interface 71.
  • the measuring computer 70 also has a
  • Coordinate measuring device 72 has the measuring table 73, which also serves as a base or
  • a movable portal 74 is present, which is movable in the Y direction of an example Cartesian coordinate system.
  • the portal 74 of the carriage 75 is arranged, which is movable in the X direction.
  • the sleeve 76 is movably mounted, which is movable in the Z direction.
  • the measuring system 77 is mounted for the tactile measurement of a workpiece.
  • the measuring system 77 has the measuring head 78 and the button 79.
  • the coordinate measuring machine 72 also has the operating console 80, which is connected via the cable 81 and stored here on the measuring table 73.
  • the control panel corresponds for example to a control panel as shown in Fig. 6.
  • a detection device 30 is shown in FIG. 8, which has already been explained in FIG. 4a.
  • the detection device 30, also referred to as the identity / serial number reading sensor unit, may be used in place of the
  • Measuring system 77 are coupled to the sleeve 76.
  • the coupling to the quill takes place via the coupling device 31.
  • the coupling is mechanical and electric.
  • the measuring system 77 is decoupled and the detection device 30 is coupled to the sleeve 76.
  • the detection device 31 is via a wired or wireless
  • Measuring computer 70 connected.
  • a wireless connection via WLAN / Bluetooth is established by the detection device 30 to the measurement computer 70, which is designated by the reference numeral 82.
  • the measurement computer 70 which is designated by the reference numeral 82.
  • Connection 83 here a cable connection, to the KMG 72 are made.
  • the cable connection can, for example, run over the coupling means 31 and the sleeve 76.
  • a gateway 84 is provided on the measuring computer 70, which converts wireless or wired signals. Such a gateway may alternatively or additionally to the
  • Coordinate measuring 72 may be present.
  • the detection device 30 can thus be controlled by the CMM 72 and / or the measuring computer 70 and data can be transmitted back and forth.
  • smartphones or tablets 85 or another wireless recording device can also be connected to the
  • a tablet 85 is connected via a radio link 86.
  • the measuring computer 70 is connected to the database 90, which may be implemented as a cloud solution, via the cable connection 91. Individual measurement protocols and / or measurement data are stored together in the database 90 in conjunction with identification features of various workpieces.
  • FIG. 9 schematically shows exemplary entries in a database for a workpiece 100.
  • the identity information of the workpiece 100 is the
  • Identification number YX12345 which is designated by the reference numeral 101. This identity information is contained in an identification feature, of which three different with the reference numerals 2, 3 and 4 have been exemplified in FIG.
  • a possible measurement sequence on the workpiece 100 would be the measurement of the elongated holes 102, 103, 104, 105.
  • further elements can be measured and this selection is only an example.
  • underlying information is the length and width of the respective elongated holes 102, 103, 104, 105.
  • the information about the length and width of the elongated holes can be additionally or alternatively stored in a detection device, provided that it has a writable memory.
  • step S1 an identification feature 2, 3 or 4, which is applied to the workpiece 100, detected by the detection device 30.
  • Identification features 2, 3 or 4 (which can be used alternatively or cumulatively) and the detection means 30 are shown in FIG. 8 and have been explained above. The detection of the identification feature 2, 3 or 4 with the
  • Detection device 30 is wireless, via radio waves, by detecting the
  • the wireless detection is indicated schematically by the reference numeral 92.
  • the detection device 30 is coupled to the sleeve 76 of the coordinate measuring machine 72, as described above.
  • Alternative detection devices are the control panel 80 with integrated detection device or the tablet 85, whose camera can be used to detect, for example, the code 2, in conjunction with a suitable, inventive
  • Computer program may be stored in the detection device 30, the control panel 80 and / or the measuring computer 70.
  • step S1 the identity information 101 (FIG. 9, identification number) which is stored in the identification feature 2, 3 or 4 is determined.
  • step S2 a comparison of the identity information 101 with
  • step S3 the workpiece 100 is uniquely identified from the comparison with the database.
  • the shape of the workpiece 100 and the formed on the workpiece 100 features, in this example, the slots 102, 103, 104 and 105th
  • a measurement process is stored for the workpiece 100 with the identification number YX12345, which is determined in step S4. The determination can be carried out simply by identifying the workpiece 100 and at the same time finding the stored measurement sequence in the database.
  • the measuring procedure in this example means that the slots 102, 103, 104 and 105 are to be measured in length and width.
  • the workpiece 100 is measured with the measurement process in the coordinate measuring machine 72. This means in this example that the length and width of the slots 102, 103, 104, 105 are measured. If the detection device 30 from FIG. 8 was used as detection device, the detection device 30 is previously uncoupled from the sleeve 76 and the measuring system 77 is coupled to the sleeve. This can be done fully automatically, for example by using a Taster grillmagazin, which from
  • step S6 data obtained from the measurement in step S5 is stored in the database 90, associated with the identity information 101 of the workpiece 100. If the identification feature 2, 3 or 4 has a writable memory, in
  • Step S6 the storage of the information from the measurement of the workpiece in such a memory.
  • the identity information 101 can be supplemented, for example by an image of the workpiece 100 taken by the detection device.
  • the further identity information generated in step S7 can be stored in a memory of an identification feature 2, 3, 4 and / or in the database 90 be filed.
  • Fig. 1 1 shows a further aspect of the invention, namely the influence of manufacturing processes, when a production machine 1 10 or a control system 1 1 1 is also connected to the database 90. So can by the
  • Coordinate measuring device 72 measured tolerance deviations of a workpiece, such as the workpiece 100, via the database 90 to the production machine 1 10 or the control system 1 1 1 are passed.
  • the manufacturing machine 1 10 can In a next step, adjust the production parameters for future workpieces of the same series or batch, or replace worn tools.
  • step F1 An inventive method for controlling the production of a workpiece is explained with reference to FIG. 12.
  • step F1 a workpiece on the
  • Manufacturing machine 1 10 manufactured, for example, a workpiece 100 of FIG. 9.
  • step F2 the thus-manufactured workpiece 100 with the
  • Coordinate measuring device 72 measured.
  • the coordinate measuring machine 72 is connected via the data transmission connections 1 12, 1 13, 1 14 to the production machine 1 10.
  • step F3 the measurement data from the measurement of the workpiece, for example, here the length and width of the elongated holes 102, 103, 104, 105 from FIG. 9, are compared with nominal data stored in the database 90. In the database 90, so desired data for the length and width of the respective slots 102-105 are deposited.
  • step F4 this comparison result is sent to the production machine 1 10
  • step F5 the production of further workpieces 100, which can be designated 100a, 100b, 100c, etc., regulated.
  • various possibilities are conceivable, which are not mentioned conclusively: For example, it can be shown from the comparison of the real measured data with the desired data that the dimensions of the holes 102-105 deviate so far from a given tolerance value. In this case, the
  • Production machine 1 10 regulated so that the desired dimensions are met in the manufacture of other workpieces. If it results from the comparison that the dimensions of the elongated holes considered correspond to the nominal values, no change in the production is indicated.
  • step F3 measuring the workpiece in a coordinate measuring machine, can be broken down into the step sequence S1, S2, S3, S4, S5.
  • step F3 summarizes the steps S1 to S5, optionally also S6 and S7.

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Abstract

Verfahren zur Vermessung eines Werkstücks (1; 100) mit einem Messgerät (72), aufweisend a) Erfassen (S1) eines Identifikationsmerkmals (2, 3, 4; 19) eines Werkstücks mit einer Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60), und Ermitteln einer Identitätsinformation des Werkstücks (1; 100), b) Vergleichen (S2) der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer Vielzahl Werkstücke aus einer Datenbank (90), in der diese Identitätsinformationen der Vielzahl Werkstücke gespeichert sind, c) Identifizieren (S3) des Werkstücks (1; 100) in der Datenbank (90) und/oder Charakterisieren des Werkstücks (1; 100) aus dem Vergleich mit der Datenbank in Schritt b) (90), d) Ermitteln (S4) eines in der Datenbank (90) hinterlegten Messablaufs für das identifizierte Werkstück oder Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück, e) Vermessen (S5) des Werkstücks (1; 100) mit dem Messablauf in dem Messgerät (72).

Description

Verfahren zur Identifizierung eines Werkstücks, Ermitteln eines Messablaufs und
Vermessung eines Werkstücks mit einem Messgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermessung eines Werkstücks mit einem Messgerät, ein Verfahren zur Steuerung der Fertigung von Werkstücken, eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Identifikationsmerkmals eines Werkstücks eines Messgeräts sowie ein Messgerät, das eine solche Erfassungseinrichtung aufweist.
Beim Vermessen von Werkstücken mit einem Messgerät besteht häufig das Problem, einen passenden oder vorhandenen Messablauf bzw. eine geeignete Messprozedur zuzuordnen oder aufzufinden, insbesondere wenn Werkstücke verschiedener Form und Ausgestaltung nacheinander vermessen werden sollen.
Bei der Fertigung von Werkstücken tritt häufig das Problem auf, dass bei Fertigung von Werkstücken verschiedener Form und Ausgestaltung eine schnelle und zuverlässige
Qualitätskontrolle gewährleistet sein muss, welche häufig mit Messgeräten vorgenommen wird. Werden auf einer Fertigungsmaschine hintereinander Werkstücke verschiedener Form und Ausgestaltung hergestellt, ist es besonders schwierig, eine Qualitätskontrolle zu gewährleisten, die den verschiedenen Werkstücken gerecht wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, für eines oder mehrere der oben genannten Probleme eine Lösung anzugeben.
Angegeben wird von der Erfindung ein Verfahren zur Vermessung eines Werkstücks mit einem Messgerät, aufweisend
a) Erfassen eines Identifikationsmerkmals eines Werkstücks oder einer
Werkstückcharge und/oder einer Anordnung mehrerer Werkstücke mit einer
Erfassungseinrichtung, und Ermitteln einer Identitätsinformation des Werkstücks, der Werkstückcharge und/oder der Anordnung,
b) Vergleichen der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer Vielzahl
Werkstücke, einer Vielzahl Werkstückchargen oder einer Vielzahl Anordnungen mehrerer Werkstücke aus einer Datenbank, in der diese Identitätsinformationen der Vielzahl Werkstücke/Werkstückchargen/Anordnungen gespeichert sind,
c) Identifizieren des Werkstücks, der Werkstückcharge oder der Anordnung (5)
mehrerer Werkstücke in der Datenbank und/oder Charakterisieren des Werkstücks, der Werkstückcharge oder der Anordnung mehrerer Werkstücke, aus dem Vergleich mit der Datenbank in Schritt b) ,
d) Ermitteln eines in der Datenbank hinterlegten Messablaufs für das identifizierte
Werkstück, die Werkstückcharge, insbesondere für ein Werkstück aus der
Werkstückcharge, oder die Anordnung mehrerer Werkstücke oder Vorschlagen von
Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück, für die Werkstückcharge, insbesondere für ein Werkstück aus der Werkstückcharge, oder für die Anordnung mehrerer Werkstücke,
e) Vermessen des Werkstücks oder von zumindest einem Werkstück aus der
Anordnung mehrerer Werkstücke oder von zumindest einem Werkstück aus der
Werkstückcharge mit dem Messablauf in dem Messgerät.
Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Verfahrens sind in Unteransprüchen zu Anspruch 1 angegeben.
Ein Messgerät ist in dieser Erfindung ein Gerät, mit dem Werkstücke vermessen werden können, insbesondere Größen oder eine Beschaffenheit eines Werkstücks. Beispielhafte Größen sind dimensioneile Größen, wie Länge, Breite Höhe, Koordinaten, insbesondere Koordinaten von Punkten auf einer Oberfläche (Oberflächenkoordinaten). Eine
Beispielhafte Beschaffenheit ist eine Oberflächenrauhigkeit, das Vorliegen von
Hohlräumen etc.
Beispielhafte Messgeräte sind strahlungsbasierte Messgeräte, insbesondere
Röntgenmessgeräte, Mikroskope, Robotermessgeräte, Koordinatenmessgeräte. Der Begriff Messgerät kann somit im Speziellen eine oder mehrere dieser Bedeutungen haben.
Ein bevorzugtes Messgerät ist ein Koordinatenmessgerät (KMG), insbesondere ein optisches oder taktiles KMG. Ein Koordinatenmessgerät kann eine übliche Bauweise aufweisen, wie Portalmessgerät, Horizontalarmmessgerät oder Gantry-KMG.
Erwähnte Robotermessgeräte können als Messeinheit eine Messeinheit aufweisen, die optisch, taktil, oder strahlungsbasiert ist, und die mit einer Bewegungseinrichtung, wie z.B. Roboterarm, an eine gewünschte Stelle bewegt werden kann. Beispielsweise kann ein Robotermessgerät eine Koordinatenmesseinheit aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann als weiteren Schritt aufweisen: Übermitteln des Messablaufs an das Messgerät. Dieser Schritt ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn das Ermitteln des Messablaufs oder das oder das Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs im Schritt d) nicht innerhalb eines Messgeräts erfolgt.
Ein Werkstück wird auch als Prüfling bezeichnet.
Eine Werkstückcharge ist eine Vielzahl gleichartiger Werkstücke, wobei die Individuen nicht individuell identifiziert sind.
Eine Anordnung mehrerer Werkstücke ist insbesondere eine räumliche Anordnung mehrerer Werkstücke, insbesondere eine Anordnung mehrerer Werkstücke auf einer Trägerstruktur, beispielsweise einer Palette.
Wenn nachfolgend die Erfindung mit Bezug auf ein Werkstück oder eine Anordnung Werkstücke offenbart wird, so kann die Offenbarung ebenfalls für eine Werkstückcharge gelten, auch wenn diese nicht jedes Mal erneut genannt ist. In dem Identifikationsmerkmal können ein oder mehrere Daten zu dem Werkstück abgebildet oder gespeichert sein. Das Identifikationsmerkmal kann Daten direkt darstellen. Beispiele hierfür sind Buchstaben, Zahlen oder Symbole, oder eine beliebige Kombination davon. Eine Identitätsinformation kann aufweisen: Buchstaben, Zahlen, anderweitige Zeichen, Bilder oder Symbole, dimensioneile Daten, wie zweidimensionale oder dreidimensionale, oder eine beliebige Kombination davon. Die Identitätsinformation kann verschlüsselt oder codiert vorliegen. In einer anderen Variante sind Daten zu dem Werkstück in dem Identitätsmerkmal kodiert. Der Begriff„kodiert" bedeutet vorzugsweise, dass einem Zeichen eines ersten
Zeichenvorrats eindeutig ein Zeichen oder eine Zeichenfolge aus einem anderen
Zeichenvorrat zugeordnet ist. Ein Beispiel hierfür ist ein Strichcode, in welchem Daten in binären Symbolen abgebildet sind. Der Begriff„Daten", der im Plural steht, kann eine Information oder mehrere Informationen bedeuten, was durch den Ausdruck„ein oder mehrere Daten" ausgedrückt sein kann. Die Daten sind insbesondere ausgewählt aus folgenden: Daten zur Identifizierung des Werkstücks, Daten zur Charakterisierung des Werkstücks, Daten zu zumindest einer physikalischen Größe des Werkstücks.
Daten zur Identifizierung können Daten zur gattungsmäßigen oder individuellen
Identifizierung sein. Vorzugsweise sind in dem Identifikationsmerkmal Daten zur eineindeutigen Identifizierung vorhanden. Daten zur Identifizierung können beispielsweise eine Information aufweisen, um welche Art Werkstück oder um welches Individuum eines Werkstücks es sich handelt.
Daten zur Charakterisierung können Informationen sein, welcher Art das Werkstück ist, beispielsweise welches Formmerkmal oder charakteristisches Merkmal ein Werkstück aufweist. Daten zu zumindest einer physikalischen Größe eines Werkstücks sind z.B. Daten zur äußeren Form oder Dimension des Werkstücks (wie Länge, Breite, Höhe, des Werkstücks oder von Unterstrukturen davon).
Mit dem Begriff Identifikationsmerkmal ist ein Merkmal gemeint, das ein oder mehrere Daten zur Identifizierung und/oder ein oder mehrere Daten zur Charakterisierung und/oder Daten zu zumindest einer physikalischen Größe des Werkstücks aufweist. Der Begriff „Identifikationsmerkmal" wird hierfür als Sammelbegriff verwendet, kann aber im Speziellen eine oder mehrere der genannten Bedeutungen haben. Ein Identifikationsmerkmal kann insbesondere ein optisches Merkmal sein oder ein elektrisches Merkmal oder eine Kombination davon.
Optische Merkmale können beispielsweise eindimensionale oder zweidimensionale Barcodes oder auf dem Werkstück aufgeprägte Beschreibungen, insbesondere aus alphanumerischen Zeichenfolgen, sein. Ein weiteres mögliches optisches
Identifizierungsmerkmal kann ein Werkstückabbild des betreffenden Werkstücks sein. Beispielsweise kann ein Werkstückabbild als Zeichnung in einer in dem Verfahren verwendeten Datenbank abgelegt sein. Das Werkstück kann mittels Bilderkennung aus einem solchen Abbild identifiziert werden. Ein elektrisches Identifikationsmerkmal kann ausgewählt sein aus folgenden: auf Funk basierte elektrische Identifikationsmerkmale, wie passive oder aktive Funkchips (z.B. RFID, NFC), die auf einer Oberfläche des Werkstücks oder in einer Vertiefung angebracht sein können. Denkbar sind auch kabelbasierte elektrische Identifikationsmerkmale, wie beispielsweise kabelgebundene ldentitäts-(ID)Chips (wie z.B. Dallas-One-Wire-Bus), die an dem Werkstück angebracht sind und zum Auslesen eine elektrische Verbindung zu der Erfassungseinrichtung ermöglichen. Ein elektrisches Identifikationsmerkmal kann lesbar und vorzugsweise zusätzlich auch beschreibbar ein. So können beispielsweise
Informationen, wie Prozessparameter, vor und/oder nach einem Messprozess auf dem Werkstück oder der Anordnung Werkstücke gelesen, abgespeichert und/oder gelöscht werden.
Nachfolgend werden verschiedene Erfassungseinrichtungen und Merkmale einer
Erfassungseinrichtung beschrieben. Die Erfassungseinrichtung wird auch als
Leseeinrichtung bezeichnet.
Die Erfassungseinrichtung kann optisch, drahtlos oder mittels elektrischem Kontakt arbeiten, d.h. derart das Identifikationsmerkmal erfassen. Auf diese Varianten wird nachfolgend eingegangen.
Eine optische Erfassungseinrichtung kann beispielsweise eine Kamera und/oder einen Laserscanner aufweisen. Hiermit kann ein optisches Identifikationsmerkmal bzw. ein optisch erfassbares Identifikationsmerkmal erfasst werden. Ein optisches
Identifikationsmerkmal ist beispielsweise ein Abbild, eine Kontur oder ein Formmerkmal des Werkstücks.
Eine Erfassungseinrichtung, die drahtlos oder mittels eines elektrischen Kontakts arbeitet, wird auch zusammenfassend als elektrische Erfassungseinrichtung bezeichnet. Eine elektrische Erfassungseinrichtung kann mit einem elektrisch erfassbaren
Identifikationsmerkmal kommunizieren oder dieses erfassen. Beispielsweise kann das Identifikationsmerkmal einen integrierten Schaltkreis, beispielsweise in Form eines Chips, aufweisen, der über Funk kommunizieren kann. Die Erfassungseinrichtung kann Daten aus einem solchen Schaltkreis auslesen. Generell kann eine Drahtloskommunikation über jegliche Art elektromagnetischer Wellen erfolgen, wobei Funkwellen besonders geeignet sind. Eine mittels eines elektrischen Kontakts arbeitende Erfassungseinrichtung wird auch als drahtgebundene Erfassungseinrichtung bezeichnet. Die kommuniziert über eine elektrische Verbindung, die drahtgebunden ist, mit dem Identifikationsmerkmal.
Weitere Merkmale einer Erfassungseinrichtung, wie Prozessoreinheit oder
Kommunikationsschnittstelle, sind an anderem Ort in dieser Beschreibung bezüglich einer erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung beschrieben. Generell kann die Erfassungseinrichtung in oder an einem Messgerät angeordnet sein oder an das Messgerät angebunden sein. Andererseits kann die Erfassungseinrichtung ein externes Gerät sein. Hierauf wird an späterer Stelle noch eingegangen.
Das Identifikationsmerkmal kann einen beschreibbaren Speicher aufweisen. Das
Verfahren kann aufweisen: Speichern von Informationen aus dem Vermessen des Werkstücks oder der Anordnung mehrerer Werkstücke in dem Speicher des
Identifikationsmerkmals. Solche Informationen sind Messergebnisse aus der
Koordinatenvermessung. Wenn das Identifikationsmerkmal einen beschreibbaren Speicher aufweist, kann das
Verfahren auch den Schritt aufweisen: Erzeugen einer weiteren Identitätsinformation des Werkstücks und Speichern der weiteren Identitätsinformation in dem Speicher des Identifikationsmerkmals. Eine solche weitere Identitätsinformation kann eine zusätzliche Identitätsinformation zu einer bereits vorhandenen Identitätsinformation sein. Beispielhaft sind: ein Bild des Werkstücks, das mit einer optischen Erfassungseinrichtung erzeugt wird, beispielsweise einer Kamera, dimensioneile Daten, wie zweidimensionale oder dreidimsionale (Länge, Breite) des Werkstücks etc.
Eine erwähnte Datenbank kann mit einer Steuerung und/oder mit einem Messrechner des Koordinatensystems verbunden sein. Zusätzlich zu genannter Identitätsinformation können, betreffend ein Werkstück, zu welchem die Identitätsinformation gehört,
Messdaten des betreffenden Werkstücks hinterlegt sein. Erwähnte Informationen aus dem Vermessen des Werkstücks können ebenfalls in der Datenbank, dem Werkstück zugeordnet, abgelegt werden. Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs: In dem Verfahren können in Schritt d) Merkmale oder Schritte für einen Messablauf erstellt werden, sofern für das identifizierte Werkstück noch kein vollständiger Messablauf vorhanden ist. Selbiges gilt für eine Anordnung mehrerer Werkstücke. Der Messablauf ist beispielweise einer, der für die Form bzw. Formmerkmale des Werkstücks geeignet ist. Beispiele für einen Messablauf sind eine Abfolge Antastpunkte, eine Abfolge Scans, Kreismessungen,
Oberflächenrauheitsmessungen, Winkelmessungen. Möglich ist bei dem Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten, dass ein maschineller oder computergesteuerter Assistent der Merkmale vorschlägt. Beispielsweise kann ein Vorschlag gemacht werden, welche der Merkmale zuerst oder vorzugsweise vermessen werden sollen. Dies kann in Abhängigkeit von einem Typ Werkstück erfolgen, wenn bei der Identifikation der Werkstück-Typ ermittelt wurde.
In Schritt e) erhaltene Daten oder Ergebnisse aus dem Vermessen des Werkstücks können in der Datenbank hinterlegt werden.
In einer Ausführungsform weist die Erfassungseinrichtung eine Kopplungseinrichtung auf. Die Erfassungseinrichtung ist über die Kopplungseinrichtung an eine
Bewegungseinrichtung des Messgeräts, insbesondere eines KMG, angekoppelt und die Erfassungseinrichtung wird mit der Bewegungseinrichtung in eine Position zum Erfassen des Identifikationsmerkmals verfahren. Die Erfassungseinrichtung, die eine
Kopplungseinrichtung aufweist, ist insbesondere eine elektrische Erfassungseinrichtung. Mit der Bewegungseinrichtung kann die Erfassungseinrichtung nahe an ein
Identifikationsmerkmal bewegt werden, insbesondere kann eine elektrische
Erfassungseinrichtung nahe an ein elektrisches Identifikationsmerkmal bewegt werden, wobei die elektrische Erfassungseinrichtung und das elektrische Identifikationsmerkmal über Kabel oder Funk kommunizieren können. Eine Funkkommunikation zwischen Erfassungseinrichtung und Identifikationsmerkmal kann für nur kurze Distanzen ausgelegt sein, sodass die Herstellung einer relativen Nähe vorteilhaft ist. Auch für die Herstellung einer Kabelverbindung ist eine relative Nähe sehr vorteilhaft.
Eine Bewegungseinrichtung ist eine Einrichtung des Messgeräts zum Bewegen eines Messsystems, insbesondere eines taktilen oder eines optischen Messsystems. Bei einem Koordinatenmessgerät wird die Bewegungseinrichtung auch als Verfahreinrichtung bezeichnet. Mit einer Verfahreinrichtung kann ein Messystem entlang einer oder mehreren Achsen verfahren werden. Die Bewegungseinrichtung ist vorzugsweise in drei Raumrichtungen verfahrbar, insbesondere entlang der Achsen eines kartesischen Koordinatensystems. Mit der Bewegungseinrichtung wird im Messbetrieb des Messgeräts ein Messsystem, insbesondere ein Messsensor, an eine gewünschte Position bewegt. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird in dieser Ausführungsform die Bewegungseinrichtung dazu genutzt, die Erfassungseinrichtung an eine gewünschte Position zu bewegen. Die Kopplungseinrichtung ist so ausgebildet, dass sie mit Kopplungsmitteln an der
Bewegungseinrichtung kompatibel ist. Die Kopplungseinrichtung kann eine solche sein, die üblicherweise auch an einem Messsystem zur Vermessung, insbesondere zur Koordinatenmessung vorhanden ist, beispielsweise eine Kopplungseinrichtung, die an einem Messkopf vorhanden ist. Ein Beispiel hierfür ist eine Dreipunkt- Kopplungseinrichtung.
In obiger Ausführungsform, bei der die Erfassungseinrichtung eine Kopplungseinrichtung aufweist, wird insbesondere die Erfassungseinrichtung vor dem Vermessen des
Werkstücks von der Bewegungseinrichtung abgekoppelt und es wird ein Messsystem zum Vermessen des Werkstücks an die Bewegungseinrichtung angekoppelt. Mit diesem Messsystem kann in Schritt e) das Vermessen des Werkstücks erfolgen. Das
Messsystem ist, wie bereits gesagt, vorzugsweise ein taktiles oder ein optisches
Messsystem. In dieser Variante sind die Erfassungseinrichtung und das Messsystem getrennt voneinander baulich ausgeführte Einrichtungen. Es ist aber alternativ möglich, in ein Messsystem, beispielsweise ein taktiles oder optisches, eine Erfassungseinrichtung zu integrieren. Dies hat den Vorteil, dass kein Wechsel zwischen der Erfassungseinrichtung und dem Messsystem erfolgen muss. Sofern die Erfassungseinrichtung und das
Messsystem baulich voneinander getrennt sind und jeweils eine Kopplungseinrichtung zum Ankoppeln an eine Bewegungseinrichtung aufweisen, können Messsystem und Erfassungseinrichtung für das Identifikationsmerkmal jeweils bei Nichtbedarf in einem Wechselmagazin abgelegt werden und bei Bedarf aus dem Wechselmagazin entnommen werden, durch Ankoppeln an die Bewegungseinrichtung. Das Wechseln zwischen Erfassungseinrichtung und Messsystem kann vollautomatisiert erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist die Erfassungseinrichtung eine Lichtprojektionseinrichtung auf und das Verfahren weist auf: Ermitteln eines in der Datenbank hinterlegten Abbilds des Werkstücks und/oder einer Information über eine zur Messung herzustellenden Position oder Pose des
Werkstücks,
Projizieren des Abbilds, der Position und/oder der Pose des Werkstücks auf eine Basis oder einen Messtisch des Messgeräts.
Unter dem Begriff„Pose" wird„Position und Orientierung" verstanden. Die genannte Lichtprojektionseinrichtung kann dem Anwender als Visualisierungs-Assistenzsystem zur Platzierung des Werkstücks in dem Messgerät dienen. Weiterhin kann die
Projektionseinrichtung bzw. die Projektion einer visuellen Vorauswertung des Werkstücks durch den Anwender dienen. Nach dem Erfassen des Identifikationsmerkmals kann beispielsweise ein virtuelles Abbild des Werkstücks, das in der Datenbank vorhanden sein kann, an die Projektionseinrichtung übermittelt werden. Die Position der
Erfassungseinrichtung bzw. der Lichtprojektionseinrichtung in einem Koordinatensystem des Messgeräts ist bekannt. Ferner ist die Sollposition des Werkstücks bekannt. Es kann mit der Lichtprojektionseinrichtung ein Abbild des Werkstücks, insbesondere ein Abbild eines dreidimensionalen Modells auf den Messtisch oder die Basis des Messgeräts projiziert werden. Dadurch kann ein Anwender das Werkstück in dem Messgerät korrekt platzieren und es wird eine visuelle Vorauswertung ermöglicht, beispielsweise ob bestimmte Merkmale des Werkstücks, wie Bohrungen, vorhanden sind.
In einer Weiterbildung des o.g. Verfahrens wird ein Verfahren angegeben, wobei
in Schritt a) zunächst das Identifikationsmerkmal der Anordnung mehrerer
Werkstücke erfasst wird und anschließend das Identifikationsmerkmal zumindest eines Werkstücks aus der Anordnung erfasst wird,
in Schritt c) die Anordnung identifiziert wird und anschließend zumindest ein
Werkstück aus der Anordnung identifiziert wird,
in Schritt e) das zumindest eine Werkstück aus der Anordnung vermessen wird. In dieser Ausführungsform wird ein stufenweises bzw. geschachteltes Verfahren angegeben, indem in einem ersten Schritt eine Werkstückanordnung, beispielweise auf einer Palette, erfasst wird. In dem Identifikationsmerkmal der Anordnung sind
vorzugsweise die Anzahl und Position von Werkstücken in der Anordnung hinterlegt. In einem weiteren Schritt wird von zumindest einem Werkstück das Identifikationsmerkmal erfasst und das Werkstück identifiziert, vorzugsweise von allen Werkstücken der Anordnung. Hieraus wird, je nach Identifikationsmerkmal und Werkstück, ein individueller Messablauf für das betreffende Werkstück ermittelt und die Werkstücke können sequenziell bzw. hintereinander mit dem zugehörigen Messablauf vermessen werden. Insbesondere können bei dem Identifizieren der Anordnung eine Anzahl und/oder Ortsposition zumindest eines Werkstücks aus der Anordnung ermittelt werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Fertigung eines Werkstücks, aufweisend
i) Fertigen eines ersten Werkstücks oder einer Werkstückcharge mit einer
Fertigungsmaschine
ii) Vermessen des Werkstücks oder Vermessen eines Werkstücks aus der
Werkstückcharge mit einem Messgerät, wobei das Messgerät, eine Steuerung des Messgeräts und/oder ein Messrechner des Messgeräts über eine
Datenübertragungsverbindung oder ein Netzwerk mit der Fertigungsmaschine verbunden ist,
iii) Vergleich von Messdaten aus dem Vermessen des Werkstücks (100), oder des Werkstücks aus der Werkstückcharge, mit Solldaten für das Werkstück (100), oder Solldaten für das Werkstück aus der Werkstückcharge, die in einer Datenbank hinterlegt sind,
iv) Weiterleiten eines Ergebnisses aus dem Vergleich der Messdaten über die
Datenübertragungsverbindung an die Fertigungsmaschine,
v) Steuerung und/oder Regelung der Fertigung zumindest eines weiteren Werkstückes in der Fertigungsmaschine.
Ein Netzwerk kann als Einrichtungen, beispielsweise einen Rechner, Server,
Speichermedium, Cloud etc., aufweisen. Bei dem Werkstück kann es sich um ein Endprodukt, ein Vorprodukt oder ein
Zwischenprodukt handeln. Die Fertigungsmaschine ist insbesondere eine
Werkzeugmaschine, eine CNC-gesteuerte Maschine, 3D-Drucker, Drehbank, Fräser, Eloxiergeräte, Gießmaschinen, Spritzgießmaschinen. Die Fertigungsmaschine kann ebenfalls an eine erwähnte Datenbank angebunden sein. Mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren können durch KMG gemessene
Toleranzabweichungen von Werkstücken über die Datenbank auch an die
Fertigungsmaschine weitergeleitet werden. Die Fertigungsmaschine kann dann die Fertigungsparameter für ein zukünftiges weiteres Werkstück oder mehrere davon anpassen und/oder bei Bedarf Fertigungswerkzeuge, wie Bohrer oder Fräse,
austauschen. Mit diesem Verfahren kann eine Beschleunigung und Optimierung des Fertigungsprozesses erreicht werden, wenn beispielsweise ermittelt wurde, dass die Werkstücke noch weit von den Toleranzgrenzen entfernt sind und dadurch schneller gefertigt werden kann. In diesem Fall können zwar Ungenauigkeiten bei der Fertigung entstehen, diese im Bereich der Toleranzgrenzen aber noch tolerabel sein.
In oben genanntem Verfahren zur Fertigung eines Werkstücks kann das Vermessen des Werkstücks oder das Vermessen eines Werkstücks aus der Werkstückcharge mit einem Messgerät in Schritt ii) nach dem eingangs bereits beschriebenen Verfahren zur
Vermessung eines Werkstücks mit einem Messgerät erfolgen. Hierzu wird insbesondere auf die in Anspruch 1 und vorangehend bereits aufgeführten Schritte a) bis e) verwiesen, ebenso auf die speziellen Ausführungsformen eines solchen Verfahrens. In einer Ausführungsform wird ein Werkstück-individuelles Identifikationsmerkmal an dem Werkstück aus der Werkstückcharge erzeugt und/oder angebracht. Diese
Ausführungsform bezieht sich auf die Verfahrensvariante, die auf eine Werkstückcharge bezogen ist. Hierbei kann zunächst nur die Werkstückcharge ein Identifikationsmerkmal aufweisen, aber nicht ein oder mehrere der individuellen Werkstücke aus der
Werkstückcharge. In dieser Ausführungsform wird dann auch noch ein Individuum aus der Werkstückcharge mit einem Identifikationsmerkmal versehen. Ein passender Messablauf kann beispielsweise für eine Werkstückcharge bestimmt sein, wenn alle Bauteile einer Werkstückcharge geometrisch identisch sind. Es kann nach dem Messablauf ein individuelles Werkstück mit einem eineindeutigen Identifikationsmerkmal versehen werden. Dem eineindeutigen Identifikationsmerkmal kann ein Messablauf für das individuelle Werkstück, ein eineindeutiger Messablauf, zugeordnet sein.
Das Anbringen erfolgt insbesondere durch Aufprägen, Aufkleben oder anderweitiges Befestigen mit einem Befestigungsmittel an dem Werkstück, insbesondere auf der Oberfläche des Werkstücks. Beispielsweise kann ein Identifikationsmerkmal für eine Charge oder ein eindeutiges Identifikationsmerkmal für ein Werkstückindividuum vergeben werden. Solche neu angebrachten Identifikationsmerkmale können jeweils für ein Werkstück oder eine Charge in der Datenbank angelegt werden. Das
Identifikationsmerkmal kann mit einer Herstelleinrichtung für ein solches
Identifikationsmerkmal erzeugt werden, beispielsweise einem Schreibgerät, einem
Drucker, einem Laser, einer anderweitigen Maschine zum Erzeugen und/oder Aufbringen eines Identifikationsmerkmals. Dem erzeugten oder angebrachten Identifikationsmerkmal können Prozessparameter und/oder Messabläufe zugeordnet werden und diese können in der Datenbank zusammen mit dem Identifikationsmerkmal abgespeichert werden.
In noch einer Variante kann das Identifikationsmerkmal vor oder während des
Vermessens des Werkstücks aus der Werkstückcharge erzeugt und/oder angebracht werden. Der Schritt v) der Steuerung und/oder Regelung beinhaltet auch die Fertigung zumindest eines weiteren Werkstückes in der Fertigungsmaschine. In einer Variante des oben genannten Fertigungsverfahrens wird weiterhin folgender Schritt durchgeführt:
vi) Erzeugen oder Anbringen eines Identifikationsmerkmals an dem weiteren Werkstück, was während oder nach dem Fertigen des weiteren Werkstücks erfolgen kann.
Generell kann es bei einem der erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, nach einem Messablauf, Prozessparameter, Messabläufe oder das Identifikationsmerkmal in der Datenbank zu aktualisieren, zu erweitern und/oder zu löschen. So kann neben der Information, dass das Werkstück gemessen wurde, das Messprotokoll und
gegebenenfalls Informationen einer Nachbesserung, beispielsweise wenn das Werkstück außer Toleranz liegt, hinterlegt werden.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Identifikationsmerkmals eines Werkstücks eines Messgeräts und/oder einer Anordnung mehrerer Werkstücke, wobei die Erfassungseinrichtung aufweist:
eine Informationserfassungseinheit,
eine Prozessoreinheit, mit der die Informationserfassungseinheit ansteuerbar ist, eine Kommunikationsschnittstelle, über welche die Erfassungseinrichtung mit einem Messgerät verbunden ist oder verbindbar ist. Eine Informationserfassungseinheit ist dazu eingerichtet, ein Identifikationsmerkmal zu erfassen. Die Informationserfassungseinheit kann eine elektrische
Informationserfassungseinheit und/oder eine optische Informationserfassungseinheit sein. Die Informationserfassungseinheit kann drahtlos oder über eine Kabelverbindung mit einem Identifikationsmerkmal kommunizieren. Eine Erfassungseinrichtung mit einer elektrischen Informationserfassungseinheit ist eine oben bereits offenbarte elektrische Erfassungseinrichtung. Eine Erfassungseinrichtung mit einer optischen
Informationserfassungseinheit ist eine oben bereits offenbarte optische
Erfassungseinrichtung. Eine Kombination davon ist möglich.
Die Prozessoreinheit übernimmt die Ansteuerung der Informationserfassungseinheit. Auf ihr können Operationen ablaufen, wie Rechenoperationen, die zur Ermittlung der
Identitätsinformation aus dem Identifikationsmerkmal dienen. Weiterhin kann die
Prozessoreinheit Daten über die Kommunikationsschnittstelle senden und/oder empfangen.
Die Kommunikationsschnittstelle kann die Erfassungseinrichtung mit einem Messgerät, insbesondere mit einer Steuerung oder einem Messrechner, verbinden. Die
Kommunikationsschnittstelle dient insbesondere zur Übertragung von ermittelten
Identifikationsmerkmalen, Identitätsinformationen und/oder Bildern des Werkstücks. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine kabelgebundene Kommunikationsschnittstelle oder eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle sein. Eine kabelgebundene
Kommunikationsschnittstelle kann z.B. LAN, CAN, USB, RS232 sein. Drahtlose
Verbindungen zwischen der Erfassungseinrichtung und dem KMG können beispielsweise Bluetooth, WLAN, ZigBee, GSM/UMTS/3G/4G sein. Die Erfassungseinrichtung kann eine Spannungsversorgung aufweisen. Die Spannungsversorgung kann kabelgebunden und/oder durch Batterie/Akku bereitgestellt werden. Auch eine kontaktlose
Energieübertragung mittels Induktion ist als Spannungsversorgung denkbar. Eine erfindungsgemäße Erfassungseinrichtung kann weiterhin eine
Lichtprojektionseinrichtung aufweisen, mit der ein Abbild und/oder eine Pose eines Werkstücks auf eine Basis oder einen Messtisch eines Messgeräts projizierbar sind. Hierauf wurde zuvor bereits anhand eines speziellen Verfahrensablaufs eingegangen. Generell können bei erfindungsgemäßen Vorrichtungen gegenständliche Merkmale vorhanden sein, die an anderem Ort mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben wurden. Generell können bei erfindungsgemäßen Verfahren gegenständliche Merkmale eingesetzt werden, die an anderem Ort bezüglich erfindungsgemäßer
Vorrichtungen beschrieben sind.
In einer Ausführungsform einer Erfassungseinrichtung weist diese eine
Kopplungseinrichtung auf, über welche die Erfassungseinrichtung an eine
Bewegungseinrichtung des Messgeräts ankoppelbar ist. Hierauf wurde bereits zuvor anhand eines erfindungsgemäßen Verfahrens eingegangen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinrichtung in ein mobiles Bedienpult für ein Messgerät integriert. Hierdurch ist es dem Anwender möglich, das Werkstück in den Messbereich des KMGs zu platzieren und durch Bewegen des Bedienpults in die Nähe des Messobjekts das Identifikationsmerkmal mit der Erfassungseinrichtung zu erfassen.
In noch einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit
Programmcodemitteln, das dazu ausgebildet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen, wenn das Computerprogramm in einem Messgerät, insbesondere einer Steuerung des Messgeräts, einem Computer oder in einer Erfassungseinrichtung, wie vorangehend beschrieben, ausgeführt wird. Insbesondere ist das Computerprogramm dazu ausgebildet, die folgenden Schritte auszuführen:
a) Vergleichen der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer Vielzahl Werkstücke oder einer Vielzahl Anordnungen mehrerer Werkstücke aus einer
Datenbank, in der diese Identitätsinformationen gespeichert sind,
b) Identifizieren des Werkstücks / der Anordnung mehrerer Werkstücke und/oder Charakterisieren des Werkstücks / der Anordnung mehrerer Werkstücke, aus dem Vergleich mit der Datenbank in Schritt b) und in Zusammenwirkung mit der Datenbank ,
c) Ermitteln eines in der Datenbank hinterlegten Messablaufs für das identifizierte Werkstück/ die Anordnung mehrerer Werkstücke oder Vorschlagen von
Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück/ die Anordnung mehrerer Werkstücke, d) Übermitteln des Messablaufs an das/ein Messgerät zum Vermessen des
Werkstücks oder von zumindest einem Werkstück aus der Anordnung mehrerer Werkstücke mit dem Messablauf in dem Messgerät.
In einer speziellen Variante ist obiges Computerprogramm dazu ausgebildet, auch den folgenden Schritt auszuführen: Erfassen eines Identifikationsmerkmals eines Werkstücks und/oder einer Anordnung mehrerer Werkstücke und zum Ermitteln einer
Identitätsinformation des Werkstücks und/oder der Anordnung. Alternativ, wenn nicht von dem oben genannten Computerprogramm durchgeführt, kann dieser Schritt mit einem gesonderten Gerät und einem in einem solchen Gerät gespeicherten weiteren
Computerprogramm erfolgen, beispielsweise einem Tablet-Computer mit Kamera. Dieses gesonderte Gerät dient dann als Erfassungseinrichtung, und die Schritte a)-d) können in einem Messgerät oder einem Computer durchgeführt werden, mit welchem die
Erfassungseinrichtung zur Datenübertragung kommuniziert.
In einer speziellen Variante ist obiges Computerprogramm dazu ausgebildet, den folgenden Schritt zu steuern: Vermessen des Werkstücks oder von zumindest einem Werkstück aus der Anordnung mehrerer Werkstücke mit dem Messablauf in dem
Messgerät.
Das Computerprogramm kann dazu eingerichtet sein, Merkmale oder Schritte bei dem Vermessen vorzuschlagen. Dazu kann das Computerprogramm als maschineller oder computergesteuerter Assistent ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Vorschlag gemacht werden, welche der Merkmale zuerst oder vorzugsweise vermessen werden sollen. Dies kann in Abhängigkeit von einem Typ Werkstück erfolgen, wenn bei der Identifikation der Werkstück-Typ ermittelt wurde.
In einer speziellen Variante ist das obige Computerprogramm dazu ausgebildet, einen oder mehrere der folgenden Schritte auszuführen:
Vergleichen von Messdaten aus dem Vermessen des Werkstücks mit Solldaten für das Werkstück, die in der Datenbank hinterlegt sind,
Weiterleiten eines Ergebnisses aus dem Vergleich der Messdaten über die
Datenübertragungsverbindung an eine Fertigungsmaschine zur Steuerung und/oder Regelung der Fertigung eines weiteren Werkstückes in der Fertigungsmaschine. Ein solches Computerprogramm ist bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Fertigen eines Werkstücks einsetzbar. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Messgerät, das eine vorangehend beschriebene Erfassungseinrichtung oder ein vorangehend beschriebenes Computerprogramm aufweist. Die Erfassungseinrichtung kann in dem Messgerät fest verbaut sein, insbesondere in ein Bedienpult integriert sein, an einem anderweitigen Bauteil des KMG fest verbaut sein. Der Einbau kann ortsfest sein oder örtlich variabel, beispielsweise wenn die Erfassungseinrichtung in ein mobiles Bedienpult integriert ist. Bei einer ortsfest verbauten Erfassungseinrichtung kann der Anwender vor dem Messablauf das Werkstück in die Nähe der Erfassungseinrichtung bewegen.
Die Anbindung der Erfassungseinrichtung an das Messgerät kann drahtgebunden oder drahtlos sein.
Ein erwähntes Computerprogramm ist insbesondere in einem Messrechner eines Messgeräts gespeichert. Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Werkstück mit verschiedenen Identifikationsmerkmalen in zwei
Ansichten,
Fig. 2 eine Anordnung mehrerer Werkstücke, die mit Identifikationsmerkmalen versehen ist,
Fig. 3 einen Prinzipaufbau einer Erfassungseinrichtung,
Fig. 4a, b eine Abbildung einer Erfassungseinrichtung mit einem Kopplungsmittel,
Fig. 5 einen Prinzipaufbau einer weiteren Ausführungsform einer
Erfassungseinrichtung, ein Bedienpult für ein Koordinatenmessgerät mit einer darin integrierten Erfassungseinrichtung, eine an ein Koordinatenmessgerät anschließbare Erfassungseinrichtung, einen Überblick über ein System zur Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren,
ein Werkstück mit Identitätsinformation und Angaben für einen Messablauf und Messergebnisse, einen schematischen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung eines Werkstücks,
Fig. 1 1 ein System zur Durchführung eines Verfahrens zur Steuerung der
Fertigung eines Werkstücks und
Fig. 12 einen Verfahrensablauf eines Verfahrens zur Steuerung der Fertigung eines Werkstücks. Fig. 1 zeigt mögliche Identifikationsmerkmale 2, 3, 4 eines Werkstücks 1 . Das Werkstück 1 ist in Fig. 1 links und Fig. 2 rechts in zwei verschiedenen Ansichten zu sehen. Nicht alle Identifikationsmerkmale 2, 3, 4 müssen vorhanden sein, es genügt eines davon. Das Identifikationsmerkmal 2 ist ein zweidimensionaler elektronisch lesbarer Code. Das Identifikationsmerkmal 3 ist ein NFC-Code (Nahfeldkommunikationscode), der in einem Funkchip gespeichert ist. Das Identifikationsmerkmal 4 ist eine Kombination aus
Strichcode und Klartext in Form von Zahlen und Buchstaben.
Die Identifikationsmerkmale 2, 3, 4 sind jeweils auf die Oberfläche des Werkstücks aufgeklebt. Alternativ kann ein Identifikationsmerkmal mit Laser eingeschrieben werden.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung 5 mehrerer Werkstücke 7, 8, 9, 10, 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, die matrixartig auf einer Palette 6 angeordnet sind. Unten rechts auf der Palette sind zwei Identifikationsmerkmale 2, 3 aufgebracht, die ihrer Art nach gleich sind wie die Identifikationsmerkmale 2, 3 in Fig. 1 . In Fig. 2 ist an dem Werkstück 15 ein Identifikationsmerkmal 19 angebracht, das zur Identifikation dieses individuellen Werkstücks 15 dient. In analoger Weise können an den anderen gezeigten Werkstücken ebenfalls individuelle Identifikationsmerkmale angebracht sein, die hier nicht gezeigt sind. Diese Anordnung von Identifikationsmerkmalen 2, 3 an der Anordnung 5 und individueller Identifikationsmerkmale 19 dienen für die spezielle Verfahrensvariante der Erfindung, wo zunächst die Identifikationsmerkmale 2, 3 der Anordnung 5 erfasst werden und anschließend das Identifikationsmerkmal 19 des
Werkstücks 15 (und gegebenenfalls weiterer Werkstücke). Es kann dann zunächst die Anordnung aus den Merkmalen 2, 3 identifiziert werden und schließlich die Individuen aus den individuellen Identifikationsmerkmalen wie 19.
In Fig. 3 ist eine Erfassungseinrichtung 20 in ihrem prinzipiellen Aufbau dargestellt.
Die Erfassungseinrichtung 20 weist, als Informationserfassungseinrichtungen, die elektrische Leseeinheit 21 und die optische Leseeinheit 22 auf. Es kann die Leseeinheit 21 und/oder die Leseeinheit 22 vorhanden sein. Die elektrische Leseeinheit 21 ist beispielsweise dazu eingerichtet, einen Funkchip, wie RFID/NFC auszulesen und/oder zu beschreiben. Alternativ oder zusätzlich kann die elektrische Leseeinheit 21 dazu eingerichtet sein, über einen elektrischen Kontakt einen kabelgebundenen Chip auszulesen und/oder zu beschreiben.
Die optische Leseeinheit 22 ist beispielsweise eine Kamera oder ein Laserscanner. Damit können auf dem Werkstück aufgebrachte optische Merkmale und/oder das Bild/die Kontur des Werkstücks zur Identifikation eingelesen werden. Die Leseeinheiten 21 , 22 wurden im allgemeinen Beschreibungsteil auch als Informationserfassungseinheit bezeichnet.
Die Prozessoreinheit 23 steuert die Leseeinheiten 21 , 22 an. Auf ihr laufen alle relevanten Rechenoperationen ab, die zur Errechnung der Identitätsinformation aus dem
Identifikationsmerkmal 2, 3, 4 benötigt werden. Zudem sendet die Prozessoreinheit 23 Daten über die Kommunikationsschnittstelle 24 oder empfängt Daten von dieser.
Durch die kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationsschnittstelle 24 ist die
Erfassungseinrichtung 20 mit dem Koordinatenmessgerät und/oder dem Auswerterechner des Koordinatenmessgeräts verbunden, die nachfolgend noch gezeigt sind. Die
Kommunikationsschnittstelle 24 dient zur Übertragung von den ermittelten Identifikationsmerkmalen und/oder Bildern des Werkstücks. Eine kabelgebundene Kommunikationsschnittstelle kann z.B. sein: LAN, CAN, USB, RS232. Drahtlose
Verbindungen zwischen der Erfassungseinrichtung und dem KMG bzw. einem
Messroboter bzw. einem Auswerterechner können beispielsweise sein: Bluetooth, WLAN, ZigBee, GSM/UMTS/3G/4G.
Die Spannungsversorgung 25 der Erfassungseinrichtung 20 kann kabelgebunden und/oder durch Batterie/Akku bereitgestellt werden. Auch eine kontaktlose
Energieübertragung über kurze Distanzen mittels Induktion kann zur
Spannungsversorgung dienen. Nachfolgend sind spezielle Varianten einer
Erfassungseinrichtung beschrieben. Eine Erfassungseinrichtung, die mit einem
Identifikationsmerkmal zusammenwirkt und eine Seriennummer erfasst, wird nachfolgend auch als ldentifikations-/Seriennummer-Erfassungseinheit (ID/SN-Erfassungseinrichtung) bezeichnet.
Fig. 4a zeigt eine Erfassungseinrichtung 30. Die Erfassungseinrichtung 30 weist die Kopplungseinrichtung 31 auf, womit die Erfassungseinrichtung 30 an eine nachfolgend noch dargestellte Pinole, als Teil einer Bewegungseinrichtung eines KMG, angekoppelt werden kann. Die Kopplungseinrichtung 31 ist beispielsweise eine Dreipunktlagerung.
Die Erfassungseinrichtung 30 ist sowohl eine elektrische Erfassungseinrichtung als auch eine optische Erfassungseinrichtung, kann also nach beiden Prinzipien arbeiten. Als elektrische Komponente ist ein Funkchip 32 verbaut, der Nahfeldkommunikation ermöglicht. Als optische Komponente wird eine Kamera 33 verwendet.
Die Erfassungseinrichtung 30 kann wie in Fig. 4a gezeigt eine isolierte
Erfassungseinrichtung sein, oder sie kann in einem Messsensor zur Koordinatenmessung (beispielsweise taktil oder optisch) als Zusatzkomponente verbaut sein, oder die elektrische Komponente 32 und/oder die Funkkomponente 33 können in einem
Messsensor verbaut sein. Die Erfassungseinrichtung 30 kann mittels eines
Wechselmagazins in eine Pinole oder einen Messarm eines KMG eingewechselt werden. Erfassungseinrichtung 30kann somit im gesamten Messbereich des KMG verfahren werden, um ein Identifikationsmerkmal des Werkstücks einzulesen. Ein weiterer
Anwendungsfall ist das vollständige Automatisieren des Messablaufs, da ohne menschliches Zutun über ein Wechselmagazin zwischen einer Erfassungseinrichtung 30und einem Messsensor zur Koordinatenmessung gewechselt werden kann.
Fig. 4b zeigt eine Ansicht der Unterseite der Erfassungseinrichtung 30, bei der das Kopplungsmittel 31 in Form einer üblichen Dreipunktkopplung, mit drei Walzen, wie aus dem Gebiet der KMG bekannt, zu sehen ist.
Fig. 5 zeigt einen möglichen Aufbau einer Erfassungseinrichtung 30, auch bezeichnet als Sensor, aus Fig. 4a. Im Folgenden werden die einzelnen Komponenten und Funktionen beschrieben. Die Kommunikationsschnittstelle 24, der Prozessor 23 und die
Spannungsversorgung 25 wurden bereits anhand Fig. 3 erläutert. Die
Informationserfassungseinheiten sind in dieser Ausführungsform mit den Bezugszeichen 41 , 42, 43 bezeichnet und nachfolgend erläutert. Die Informationserfassungseinheit 41 ist ein RFID bzw. NFC Writer/Reader. Hiermit wird ein auf einem Werkstück bzw. auf einer Werkstückpalette als Identifikationsmerkmal aufgebrachter aktiver/passiver RFID- bzw. NFC-Chip ausgelesen. Dazu muss der Sensor 30 durch das Koordinatenmessgerät in Funkreichweite des aktiven/passiven RFID/NFC-Chips gebracht werden. Auf dem passiven Chip kann z.B. die Identitätsinformation des Werkstücks abgespeichert sein. Zudem ist es möglich, mit der Funkchipleseeinheit Informationen wie
Prozessparameter/Messprotokolle auf dem passiven RFID/NFC-Chip abzuspeichern, zu lesen und/oder zu löschen.
Die Kameraeinheit 42 erstellt ein Bild von dem zu vermessenden Werkstück bzw. der Palette. Auf dem Bild befindliche Barcodes, beispielsweise ein- oder zweidimensional, werden ausgewertet und einem Messrechner oder einer Steuereinheit des
Koordinatenmessgeräts zugesendet. Eine Möglichkeit zur Erkennung der
Identitätsinformation durch den Vergleich des Werkstückbilds mit einer Datenbank ist zudem gegeben. Zudem soll es möglich sein, mit dem Bild vor dem Messablauf eine Vorauswertung des Werkstücks durchzuführen. So kann beispielsweise ermittelt werden, ob alle Bohrungen eines Werkstücks vorhanden sind, bevor der eigentliche Messablauf gestartet wird. Diese Funktionalität kann als Kollisionsschutz-Assistenzsystem für Messköpfe/Sensoren dienen. Das Kamerabild des Werkstücks kann zudem in ein Messprotokoll abgespeichert werden und in der Datenbank abgelegt werden. Der Laserscanner 43 dient zum Einlesen von Barcodes, die auf der Oberfläche des Werkstücks angebracht sind, wie z.B. der Barcode 2 oder 4 in Fig. 1 . Der Laserscanner 43 kann als Alternative oder Erweiterung für die Kameraeinheit 42 dienen. Generell kann lediglich eine der Informationserfassungseinheiten 41 , 42 oder 43 vorhanden sein. Die Erweiterung der Kameraeinheit 42 durch den Laserscanner 43 ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn auf dem Kamerabild z.B. durch ungünstige Lichtverhältnisse oder
Spiegelungen auf dem Werkstück ein Barcode nicht eingelesen oder erkannt werden kann. Durch einen dreidimensional ausgeführten Laserscanner kann zudem die grobe Kontur und die absolute Lage des Werkstücks in dem Messbereich des KMG ermittelt werden und auch eine Erkennung bzw. Zuordnung der Identitätsinformation durch Vergleich mit der Datenbank stattfinden. Ein weiterer Aspekt ist die Vermeidung von Kollisionen zwischen Sensoren/Pinolen/Messarmen mit dem Werkstück, wenn deren Lage bekannt ist. Der optional verbaute Laserprojektor 44 dient dem Anwender des KMG als
Visualisierungs-Assistenzsystem und bei der Platzierung des Werkstücks auf dem
Messgerät bzw. einer visuellen Vorauswertung des Werkstücks durch den Messtechniker. Dazu wird in einem ersten Schritt durch eine der Informationserfassungseinheiten 41 , 42, 43 das Identifikationsmerkmal des Werkstücks eingelesen. Aus dem dazugehörigen Prüfplan wird das virtuelle 3D-Modell des Werkstücks geladen. Da die absolute Position des Sensors 40 und die gewünschte Position des Werkstücks bekannt sind, wird mit dem Laserprojektor 44 ein Abbild des 3D-Modells auf den Messtisch des KMG projiziert.
Dadurch kann der Messtechniker das Werkstück auf dem KMG-Messtisch platzieren und durch eine visuelle Vorauswertung überprüfen, ob z.B. alle Bohrungen des Werkstücks vorhanden sind.
Fig. 6 zeigt ein Bedienpult mit einer darin eingebauten Erfassungseinrichtung 50. Ein Messtechniker kann das Werkstück in den Messbereich des KMG platzieren und kann das mobile Bedienpult 45 so in die Nähe des Werkstücks bringen und so zum Werkstück ausrichten, dass mit der Erfassungseinrichtung 50 das Identifikationsmerkmal an dem Werkstück erkannt und ausgelesen werden kann. Selbstverständlich kann die
Erfassungseinrichtung 50 auch an einer anderen Stelle des Bedienpults vorgesehen sein, beispielsweise an der Seite oder an der Unterseite. Nach dem Identifizieren oder
Charakterisieren des Werkstücks nach Einlesen des Identifikationsmerkmals mit der Erfassungseinrichtung 50 wird der zum Werkstück passende Messablauf geladen und auf dem Messrechner oder dem Bedienpult angezeigt, oder es wird eine neue Vorlage für einen Messablauf geöffnet, der mit einer Identitätsinformation über das Werkstück verknüpft ist. Fig. 7 zeigt eine Erfassungseinrichtung 60, die an ein Koordinatenmessgerät
angeschlossen werden kann bzw. in dem Koordinatenmessgerät verbaut werden kann. Das Gehäuse 61 weist das Fenster 62 auf, hinter dem eine optische
Informationserfassungseinheit, beispielsweise ein Laserscanner, angeordnet ist. Über das Kabel 63 und den Stecker 64 ist die Erfassungseinrichtung 60 an eine Schnittstelle eines Koordinatenmessgeräts, insbesondere eines Messrechners, anschließbar. Die
Erfassungseinrichtung 60 kann so ausgestaltet sein, dass sie von dem KMG oder einem Messrechner wieder entfernbar ist oder derart, dass sie fest verbaut ist. Der Anwender hält zum Einlesen des Identifikationsmerkmals ein Werkstück an die Position des
Laserscanners hinter der Scheibe 62.
Denkbar ist ferner eine zu der Erfassungseinrichtung 60 analoge Erfassungseinrichtung, die über eine Funkverbindung mit dem Koordinatenmessgerät, insbesondere einem Messrechner, kommuniziert. In diesem Fall wird das Konzept eines externen drahtlosen Scanners verwirklicht. Mit einem solchen Scanner kann der Anwender vor einem
Messablauf durch Hinhalten an ein Werkstück das Identifikationsmerkmal einlesen.
Ein spezielles Beispiel einer externen, drahtlosen Erfassungseinrichtung ist ein
Smartphone oder Tablet, indem eine Kamera und/oder eine RFI D/N FC- Lese-/
Schreibeinheit verbaut ist. Alternativ kann eine Datenbrille, Kamera oder Smartwatch verwendet, womit ein optisches Merkmal eingelesen werden kann. Mittels der Kamera und einer auf dem Gerät installierten Software kann ein Bild des Messobjekts, also des Werkstücks erstellt werden. Oder es kann ein auf dem Werkstück angebrachter NFC-Chip eingelesen werden, wenn sich das Gerät in Funkreichweite des Chips befindet. Aus dem Bild oder aus dem Funkchip als Identifikationsmerkmal können Identitätsinformationen mittels der Software ermittelt werden. Diese Informationen können über im Gerät verbaute Kommunikationsschnittstellen, wie WLAN, Bluetooth oder GSM/UMTS/3G/4G an das Koordinatenmessgerät bzw. den Messrechner übertragen werden. Zudem ist es möglich, mit der Software weitere Identitätsinformationen, Prozessparameter, Messprotokolle auf dem Chip abzuspeichern. Erwähnte Software kann in jeder Art von in dieser Erfindung beschriebener Erfassungseinrichtung gespeichert sein oder mit einer solchen
zusammenwirken.
Mit vorangehend beschriebenen Erfassungseinrichtungen ist ein kompletter
automatisierter Messablauf des Messgeräts ohne Zutun eines Anwenders denkbar. Alle beschriebenen Erfassungseinrichtungen können zur Halbautomatisierung eines
Messablaufs dienen und unterstützen den Messtechniker bei der täglichen Messarbeit bzw. minimieren Fehler/Kollisionen durch eventuelle Fehlbedienung oder Fehlstarten eines falschen Messablaufs.
Fig. 8 zeigt ein mögliches Gesamtsystem, welches alle erforderlichen Komponenten aufweist, um erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Der Messrechner 70, auch bezeichnet als Auswerterechner, auf dem eine erfindungsgemäße Software installiert ist, ist über eine kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationsschnittstelle 71 mit dem Koordinatenmessgerät 72 verbunden. Der Messrechner 70 weist weiterhin eine
Messsoftware auf, in welche ein erfindungsgemäßes Computerprogramm zur
Durchführung erfindungsgemäßer Verfahren integriert sein kann. Das
Koordinatenmessgerät 72 weist den Messtisch 73 auf, der auch als Basis oder
Werkstückaufnahme bezeichnet wird. Ferner ist ein verfahrbares Portal 74 vorhanden, das in Y-Richtung eines beispielsweise kartesischen Koordinatensystems verfahrbar ist. An dem Portal 74 ist der Schlitten 75 angeordnet, der in X-Richtung verfahrbar ist. In dem Schlitten 75 ist beweglich die Pinole 76 gelagert, die in Z-Richtung verfahrbar ist. Am Ende der Pinole 76 ist das Messsystem 77 zum taktilen Vermessen eines Werkstücks angebracht. Das Messsystem 77 weist den Messkopf 78 und den Taster 79 auf.
Das Koordinatenmessgerät 72 weist ferner das Bedienpult 80 auf, welches über das Kabel 81 angebunden ist und hier auf dem Messtisch 73 abgelegt ist. Das Bedienpult entspricht beispielsweise einem Bedienpult wie in Fig. 6 gezeigt. Unter dem Koordinatenmessgerät 72 ist in Fig. 8 eine Erfassungseinrichtung 30 abgebildet, die bereits in Fig. 4a erläutert wurde. Die Erfassungseinrichtung 30, auch bezeichnet als ldentitäts-/Seriennummer-Lese-Sensoreinheit, kann anstelle des
Messsystems 77 an die Pinole 76 angekoppelt werden. Das Ankoppeln an die Pinole erfolgt über die Kopplungseinrichtung 31 . An der Pinole 76 sind zu dem Kopplungsmittel 31 komplementäre Kopplungsmittel vorgesehen. Die Kopplung erfolgt mechanisch und elektrisch. Zum Wechseln des Messsystems 77 gegen die Erfassungseinrichtung 30 wird das Messsystem 77 abgekoppelt und die Erfassungseinrichtung 30 an die Pinole 76 angekoppelt. Die Erfassungseinrichtung 31 ist über eine kabelgebundene oder drahtlose
Kommunikationsschnittstelle mit dem Koordinatenmessgerät 72 und/oder mit dem
Messrechner 70 verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Funkverbindung über WLAN/Bluetooth von der Erfassungseinrichtung 30 zu dem Messrechner 70 hergestellt, die mit dem Bezugszeichen 82 bezeichnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die
Verbindung 83, hier eine Kabelverbindung, zu dem KMG 72 hergestellt werden. Die Kabelverbindung kann beispielweise über das Kopplungsmittel 31 und die Pinole 76 laufen. Um Funksignale senden und/oder empfangen zu können, ist an dem Messrechner 70 ein Gateway 84 vorgesehen, welcher drahtlose oder kabelgebundene Signale umwandelt. Ein solcher Gateway kann alternativ oder zusätzlich an dem
Koordinatenmessgerät 72 vorhanden sein. Die Erfassungseinrichtung 30 kann somit von dem KMG 72 und/oder dem Messrechner 70 angesteuert werden und es können Daten hin und her übertragen werden. Über diesen Gateway 84 können zudem Smartphones oder Tablets 85 oder eine anderweitige drahtlose Erfassungseinrichtung an das
Gesamtsystem angebunden werden. In diesem Beispiel ist ein Tablet 85 über eine Funkverbindung 86 angebunden.
Der Messrechner 70 ist mit der Datenbank 90, die als Cloud-Lösung ausgeführt sein kann, über die Kabelverbindung 91 verbunden. Individuelle Messprotokolle und/oder Messdaten sind zusammen in Verbindung mit Identifikationsmerkmalen verschiedener Werkstücke in der Datenbank 90 abgelegt.
Fig. 9 zeigt in schematischer Weise beispielhafte Einträge in eine Datenbank zu einem Werkstück 100. Die Identitätsinformation des Werkstücks 100 ist die
Identifikationsnummer YX12345, die mit dem Bezugszeichen 101 versehen ist. Diese Identitätsinformation ist in einem Identifikationsmerkmal enthalten, von denen in Fig. 9 beispielhaft drei verschiedene mit den Bezugszeichen 2, 3 und 4 erläutert wurden.
Ein möglicher Messablauf an dem Werkstück 100 wäre die Vermessung der Langlöcher 102, 103, 104, 105. Selbstverständlich können weitere Elemente vermessen werden und diese Auswahl ist nur beispielhaft. Nach dem Vermessen in die Datenbank 90 zu hinterlegende Informationen sind die Länge und die Breite der jeweiligen Langlöcher 102, 103, 104, 105. Die Information über Länge und Breite der Langlöcher kann zusätzlich oder alternativ auch in einer Erfassungseinrichtung abgelegt werden, sofern diese einen beschreibbaren Speicher aufweist.
Nachfolgend werden anhand der zuvor beschriebenen Aufbauten die einzelnen
Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Vermessung des Werkstücks 100 erläutert, wobei die Schritte der Reihenfolge nach und schematisch in Fig. 10 dargestellt sind. In Schritt S1 wird ein Identifikationsmerkmal 2, 3 oder 4, das auf das Werkstück 100 aufgebracht ist, mit der Erfassungseinrichtung 30 erfasst. Das Werkstück 100, die
Identifikationsmerkmale 2, 3 oder 4 (welche alternativ oder kumulativ eingesetzt werden können) sowie die Erfassungseinrichtung 30 sind in Fig. 8 dargestellt und wurden zuvor erläutert. Die Erfassung des Identifikationsmerkmals 2, 3 oder 4 mit der
Erfassungseinrichtung 30 erfolgt drahtlos, über Funkwellen, durch Erfassen des
Identifikationsmerkmals 3 oder 4 oder optisch durch Erfassen des Identifikationsmerkmals 2. Die drahtlose Erfassung ist schematisch mit dem Bezugszeichen 92 bezeichnet.
Selbstverständlich ist bei der Erfassung die Erfassungseinrichtung 30 an die Pinole 76 des Koordinatenmessgeräts 72 angekoppelt, wie vorangehend beschrieben. Alternative Erfassungseinrichtungen sind das Bedienpult 80 mit integrierter Erfassungseinrichtung oder das Tablet 85, dessen Kamera zur Erfassung beispielsweise des Codes 2 eingesetzt werden kann, in Zusammenwirkung mit einem geeigneten, erfindungsgemäßen
Computerprogramm, das auf dem Tablet gespeichert ist. Ein entsprechendes
Computerprogramm kann in der Erfassungseinrichtung 30, dem Bedienpult 80 und/oder dem Messrechner 70 gespeichert sein.
Im Schritt S1 wird die Identitätsinformation 101 (Fig. 9, Identifikationsnummer) ermittelt, die in dem Identifikationsmerkmal 2, 3 oder 4 hinterlegt ist.
Anschließend erfolgt in Schritt S2 ein Vergleich der Identitätsinformation 101 mit
Identitätsinformationen (hier Seriennummern) einer Vielzahl weiterer Werkstücke, wobei diese Identitätsinformationen für verschiedene Werkstücke in der Datenbank 90 gespeichert sind. Im nächsten Schritt, dem Schritt S3, wird das Werkstück 100 aus dem Vergleich mit der Datenbank eineindeutig identifiziert. Es ist nun beispielsweise die Formgestalt des Werkstücks 100 bekannt sowie die an dem Werkstück 100 ausgebildeten Merkmale, in diesem Beispiel die Langlöcher 102, 103, 104 und 105. In der Datenbank 90 ist für das Werkstück 100 mit der Identifikationsnummer YX12345 ein Messablauf hinterlegt, der in Schritt S4 ermittelt wird. Das Ermitteln kann einfach dadurch erfolgen, dass nach dem Identifizieren des Werkstücks 100 auch gleichzeitig der dazu hinterlegte Messablauf in der Datenbank aufgefunden wird. Der Messablauf besagt in diesem Beispiel, dass die Langlöcher 102, 103, 104 und 105 in Länge und Breite zu vermessen sind. Selbstverständlich können in dem Messablauf weitere Prozeduren zur Vermessung weiterer Merkmale des Werkstücks 100 mit dem Koordinatenmessgerät 72 hinterlegt sein. Im nächsten Schritt S5 wird das Werkstück 100 mit dem Messablauf in dem Koordinatenmessgerät 72 vermessen. Dies bedeutet also in diesem Beispiel, dass die Länge und Breite der Langlöcher 102, 103,104, 105 vermessen werden. Sofern als Erfassungseinrichtung die Erfassungseinrichtung 30 aus Fig. 8 verwendet wurde, wird zuvor die Erfassungseinrichtung 30 von der Pinole 76 abgekoppelt und es wird das Messsystem 77 n die Pinole angekoppelt. Dies kann vollautomatisch erfolgen, beispielsweise durch Verwendung eines Tasterwechselmagazins, welches aus
Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 8 nicht abgebildet ist.
In Schritt S6 werden aus dem Vermessen in Schritt S5 erhaltene Daten in der Datenbank 90 abgelegt, zugeordnet zu der Identitätsinformation 101 des Werkstücks 100. Sofern das Identifikationsmerkmal 2, 3 oder 4 einen beschreibbaren Speicher aufweist, kann in
Schritt S6 das Speichern der Information aus dem Vermessen des Werkstücks in einem solchen Speicher erfolgen.
In einem weiteren optionalen Schritt S7 kann die Identitätsinformation 101 ergänzt werden, beispielsweise durch ein von der Erfassungseinrichtung aufgenommenes Bild des Werkstücks 100. Die im Schritt S7 erzeugte weitere Identitätsinformation kann in einem Speicher eines Identifikationsmerkmals 2, 3, 4 und/oder in der Datenbank 90 abgelegt werden. Fig. 1 1 zeigt einen weiteren Aspekt der Erfindung, nämlich die Beeinflussung von Fertigungsprozessen, wenn eine Fertigungsmaschine 1 10 oder ein Leitsystem 1 1 1 ebenfalls an die Datenbank 90 angebunden ist. So können durch das
Koordinatenmessgerät 72 gemessene Toleranzabweichungen eines Werkstücks, beispielsweise des Werkstücks 100, über die Datenbank 90 an die Fertigungsmaschine 1 10 oder das Leitsystem 1 1 1 weitergegeben werden. Die Fertigungsmaschine 1 10 kann in einem nächsten Schritt die Fertigungsparameter für zukünftige Werkstücke derselben Serie oder Charge anpassen oder verschlissenes Werkzeug austauschen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Steuerung der Fertigung eines Werkstücks wird anhand von Fig. 12 erläutert. Zunächst wird im Schritt F1 ein Werkstück auf der
Fertigungsmaschine 1 10 gefertigt, beispielsweise ein Werkstück 100 aus Fig. 9.
Anschließend wird im Schritt F2 das so gefertigte Werkstück 100 mit dem
Koordinatenmessgerät 72 vermessen. Das Koordinatenmessgerät 72 ist über gezeigte Datenübertragungsverbindungen 1 12, 1 13, 1 14 mit der Fertigungsmaschine 1 10 verbunden.
In Schritt F3 werden die Messdaten aus dem Vermessen des Werkstücks, beispielsweise hier die Länge und Breite der Langlöcher 102, 103, 104, 105 aus Fig. 9, mit Solldaten verglichen, die in der Datenbank 90 hinterlegt sind. In der Datenbank 90 sind also Solldaten für die Länge und Breite der betreffenden Langlöcher 102-105 hinterlegt.
Im Schritt F4 wird dieses Vergleichsergebnis an die Fertigungsmaschine 1 10
weitergeleitet, über die Datenverbindung 1 13, 1 14.
In Schritt F5 wird die Fertigung weiterer Werkstücke 100, die mit 100a, 100b, 100c etc. bezeichnet werden können, geregelt. Hierbei sind verschiedene Möglichkeiten denkbar, die nicht abschließend genannt sind: Beispielsweise kann sich aus dem Vergleich der realen Messdaten mit den Solldaten ergeben, dass die Dimensionen der Löcher 102-105 so weit von einem gegebenen Toleranzwert abweichen. In diesem Fall wird die
Fertigungsmaschine 1 10 so geregelt, dass die gewünschten Dimensionen bei der Herstellung weiterer Werkstücke eingehalten werden. Ergibt sich aus dem Vergleich, dass die Dimensionen der betrachteten Langlöcher den Sollwerten entsprechen, ist keine Veränderung bei der Fertigung angezeigt.
Wenn sich aus dem Vergleich ergibt, dass die Dimensionen der Langlöcher 102-105 noch weit von der Toleranzgrenze entfernt sind, kann der Fertigungsprozess in der
Fertigungsmaschine 1 10 beschleunigt werden. In dem Verfahrensablauf aus Fig. 12 kann der Schritt F3, Vermessen des Werkstücks in einem Koordinatenmessgerät, in die Schrittfolge S1 , S2, S3, S4, S5 aufgegliedert werden. Anders ausgedrückt bedeutet der Schritt F3 zusammengefasst die Schritte S1 bis S5, optional auch S6 und S7.
Bezugszeichenliste
1 Werkstück
2, 3, 4 Identifikationsmerkmale
5 Anordnung
6 Palette
7-18 Werkstücke
19 Identifikationsmerkmal
20 Erfassungseinrichtung
21 elektrische Leseeinheit
22 optische Leseeinheit
23 Prozessoreinheit
24 Kommunikationsschnittstelle 25 Spannungsversorgung
30 Erfassungseinrichtung
31 Kopplungseinrichtung
32 Funkchip
33 Kamera
40 Sensor
41 , 42, 43 Informationserfassungseinheiten 44 Laserprojektor
45 Bedienpult
50 Erfassungseinrichtung
60 Erfassungseinrichtung
61 Gehäuse
62 Fenster
63 Kabel
64 Stecker
70 Messrechner
71 Kommunikationsschnittstelle 72 Koordinatenmessgerät
73 Messtisch
74 Portal
75 Schlitten
76 Pinole 77 Messsystem
78 Messkopf
79 Taster
80 Bedienpult
81 Kabel
82 Funkverbindung
83 Kabelverbindung
84 Gateway
85 Tablet
86 Funkverbindung
90 Datenbank
91 Kabelverbindung
100 Werkstück
101 Identitätsinformation
102-105 Langlöcher
1 10 Fertigungsmaschine
1 1 1 Leitsystem
1 12, 1 13, 1 14 Datenübertragungsverbindungen

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Vermessung eines Werkstücks (1 ; 100) mit einem Messgerät (72), aufweisend
a) Erfassen (S1 ) eines Identifikationsmerkmals (2, 3, 4; 19) eines Werkstücks oder einer Werkstückcharge und/oder einer Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (7- 18) mit einer Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60), und Ermitteln einer Identitätsinformation des Werkstücks (1 ; 100), der Werkstückcharge und/oder der Anordnung (5),
b) Vergleichen (S2) der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer
Vielzahl Werkstücke, einer Vielzahl Werkstückchargen oder einer Vielzahl Anordnungen mehrerer Werkstücke aus einer Datenbank (90), in der diese Identitätsinformationen der Vielzahl Werkstücke/Werkstückchargen/Anordnungen gespeichert sind,
c) Identifizieren (S3) des Werkstücks (1 ; 100), der Werkstückcharge oder der
Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (7-18) in der Datenbank (90) und/oder Charakterisieren des Werkstücks (1 ; 100), der Werkstückcharge oder der Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (7-18), aus dem Vergleich mit der
Datenbank in Schritt b) (90),
d) Ermitteln (S4) eines in der Datenbank (90) hinterlegten Messablaufs für das
identifizierte Werkstück, die Werkstückcharge oder die Anordnung mehrerer Werkstücke oder Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück, für die Werkstückcharge, oder für die Anordnung mehrerer Werkstücke,
e) Vermessen (S5) des Werkstücks (1 ; 100) oder von zumindest einem Werkstück aus der Anordnung mehrerer Werkstücke (7-18) oder von zumindest einem Werkstück aus der Werkstückcharge mit dem Messablauf in dem Messgerät (72).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Erfassungseinrichtung das
Identifikationsmerkmal (2, 3, 4; 19) optisch, drahtlos und/oder mittels eines elektrischen Kontakts erfasst.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Identifikationsmerkmal einen beschreibbaren Speicher aufweist, und das Verfahren einen oder mehrere der Schritte aufweist:
- Speichern (S6) von Informationen aus dem Vermessen des Werkstücks (1 ; 100), der Werkstückcharge oder der Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (1 ; 100) in dem Speicher
- Erzeugen (S7) einer weiteren Identitätsinformation des Werkstücks und
Speichern der weiteren Identitätsinformation in dem Speicher.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die
Erfassungseinrichtung eine Kopplungseinrichtung (31 ) aufweist, und die
Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60) über die Kopplungseinrichtung an eine Bewegungseinrichtung (74, 75, 76) des Messgeräts (72) angekoppelt ist und die Erfassungseinrichtung mit der Bewegungseinrichtung in eine Position zum Erfassen des Identifikationsmerkmals verfahren wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei vor dem Vermessen des Werkstücks die
Erfassungseinrichtung von der Bewegungseinrichtung abgekoppelt wird und ein Messsystem (77, 78, 79) zum Vermessen des Werkstücks an die
Bewegungseinrichtung angekoppelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Erfassungseinrichtung eine
Lichtprojektionseinrichtung (44) aufweist, und das Verfahren aufweist:
- Ermitteln eines in der Datenbank hinterlegten Abbilds des Werkstücks und/oder einer Information über eine zur Messung herzustellenden Position oder Pose des Werkstücks,
- Projizieren des Abbilds, der Position und/oder der Pose des Werkstücks auf einen Messtisch (73) des Messgeräts.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei
- in Schritt a) zunächst das Identifikationsmerkmal (2, 3) der Anordnung (5) mehrerer Werkstücke oder der Werkstückcharge erfasst wird und anschließend das Identifikationsmerkmal (19) zumindest eines Werkstücks (15) aus der Anordnung erfasst wird, - in Schritt c) die Anordnung (5) oder die Werkstückcharge identifiziert wird und anschließend zumindest ein Werkstück (7-18) aus der Anordnung oder der der Werkstückcharge identifiziert wird,
- in Schritt e) das zumindest eine Werkstück aus der Anordnung oder der der Werkstückcharge vermessen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei bei dem Identifizieren der Anordnung (5) oder der Werkstückcharge eine Anzahl und/oder Ortsposition des zumindest einen Werkstücks (7-18) aus der Anordnung oder der Werkstückcharge ermittelt wird.
9. Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Fertigung eines Werkstücks,
aufweisend
i) Fertigen (F1 ) eines ersten Werkstücks (1 ; 100) oder einer Werkstückcharge mit einer Fertigungsmaschine (1 10)
ii) Vermessen (F2) des Werkstücks (1 ; 100) oder Vermessen eines Werkstücks aus der Werkstückcharge mit einem Messgerät (72), wobei das Messgerät, eine Steuerung des Messgeräts und/oder ein Messrechner (70) des Messgeräts über eine Datenübertragungsverbindung (1 12, 1 13, 1 14) oder ein Netzwerk mit der Fertigungsmaschine (1 10) verbunden ist,
iii) Vergleich (F3) von Messdaten aus dem Vermessen des Werkstücks (100), oder des Werkstücks aus der Werkstückcharge, mit Solldaten für das Werkstück (100), oder Solldaten für das Werkstück aus der Werkstückcharge, die in einer Datenbank (90) hinterlegt sind,
iv) Weiterleiten (F4) eines Ergebnisses aus dem Vergleich der Messdaten über die Datenübertragungsverbindung an die Fertigungsmaschine (1 10),
v) Steuerung und/oder Regelung (F5) der Fertigung zumindest eines weiteren
Werkstückes in der Fertigungsmaschine (1 10).
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Vermessen des Werkstücks (1 ; 100) oder des Werkstücks aus der Werkstückcharge mit dem Messgerät (72) aufweist:
a) Erfassen (S1 ) eines Identifikationsmerkmals (2, 3, 4; 19) des Werkstücks (1 ) oder eines Identifikationsmerkmals der Werkstückcharge mit einer
Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60), und Ermitteln einer
Identitätsinformation (101 ) des Werkstücks (1 ; 100) oder einer
Identitätsinformation der Werkstückcharge, b) Vergleichen (S2) der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer Vielzahl Werkstücke, oder Identitätsinformationen einer Vielzahl
Werkstückchargen, aus einer Datenbank (90), in der diese
Identitätsinformationen gespeichert sind,
c) Identifizieren (S3) des Werkstücks (1 ; 100) oder Identifizieren der
Werkstückcharge in der Datenbank (90) und/oder Charakterisieren des
Werkstücks (1 ; 100) oder der Werkstückcharge aus dem Vergleich mit der Datenbank in Schritt b) (90),
d) Ermitteln (S4) eines in der Datenbank (90) hinterlegten Messablaufs für das identifizierte Werkstück (1 ; 100), oder für das Werkstück aus der identifizierten Werkstückcharge, oder Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück (1 ; 100) oder für das Werkstück aus der identifizierten Werkstückcharge,
e) Vermessen (S5) des Werkstücks (1 ; 100) oder des Werkstücks aus der
Werkstückcharge mit dem Messablauf in dem Messgerät (72).
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, wobei ein Werkstück-individuelles
Identifikationsmerkmal an dem Werkstück aus der Werkstückcharge erzeugt und/oder angebracht wird.
12. Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60) zum Erfassen eines
Identifikationsmerkmals eines Werkstücks eines Messgeräts und/oder einer Anordnung mehrerer Werkstücke, wobei die Erfassungseinrichtung aufweist:
- eine Informationserfassungseinheit (21 , 22; 41 , 42, 43),
- eine Prozessoreinheit (23), mit der die Informationserfassungseinheit
ansteuerbar ist,
- eine Kommunikationsschnittstelle (24), über welche die Erfassungseinrichtung mit einem Messgerät verbunden ist oder verbindbar ist.
13. Erfassungseinrichtung nach Anspruch 12, aufweisend eine
Lichtprojektionseinrichtung mit der ein Abbild und/oder eine Pose eines Werkstücks (1 ; 100) auf einen Messtisch (73) eines Messgeräts (72) projizierbar sind.
14. Erfassungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, aufweisend eine Kopplungseinrichtung (31 ), über welche die Erfassungseinrichtung an eine
Bewegungseinrichtung (74, 75, 76) des Messgeräts ankoppelbar ist.
15. Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12-14, wobei die
Erfassungseinrichtung (50) in ein mobiles Bedienpult (45) für ein Messgerät integriert ist.
16. Computerprogramm, mit Programmcodemitteln, das dazu ausgebildet ist, die
folgenden Schritte zu steuern oder auszuführen, wenn das Computerprogramm in einem Messgerät (72), einem Computer, oder in einer Erfassungseinrichtung (20; 30; 40; 50; 60) nach einem der Ansprüche 12-14 ausgeführt wird:
a) Vergleichen (S2) der Identitätsinformation mit Identitätsinformationen einer
Vielzahl Werkstücke oder einer Vielzahl Anordnungen mehrerer Werkstücke aus einer Datenbank (90), in der diese Identitätsinformationen gespeichert sind, b) Identifizieren (S3) des Werkstücks (1 ; 100) / der Anordnung (5) mehrerer
Werkstücke (7-18) und/oder Charakterisieren des Werkstücks (1 ; 100) / der Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (7-18), aus dem Vergleich mit der
Datenbank in Schritt b) und in Zusammenwirkung mit der Datenbank (90), c) Ermitteln (S4) eines in der Datenbank (90) hinterlegten Messablaufs für das
identifizierte Werkstück/ die Anordnung mehrerer Werkstücke oder Vorschlagen von Merkmalen oder Schritten eines Messablaufs für das identifizierte Werkstück/ die Anordnung mehrerer Werkstücke,
d) Übermitteln (S5) des Messablaufs an das/ein Messgerät (72) zum Vermessen des Werkstücks (1 ; 100) oder von zumindest einem Werkstück aus der
Anordnung (5) mehrerer Werkstücke (7-18) mit dem Messablauf in dem
Messgerät (72).
17. Computerprogramm nach Anspruch 16, das dazu ausgebildet ist, den folgenden Schritt zu steuern:
e) Vermessen des Werkstücks oder von zumindest einem Werkstück aus der
Anordnung mehrerer Werkstücke mit dem Messablauf in dem Messgerät.
18. Computerprogramm nach Anspruch 16 oder 17, das dazu ausgebildet ist, einen oder mehrere der folgenden Schritte auszuführen: - Vergleichen von Messdaten aus dem Vermessen des Werkstücks mit Solldaten für das Werkstück, die in der Datenbank hinterlegt sind,
- Weiterleiten eines Ergebnisses aus dem Vergleich der Messdaten über die Datenübertragungsverbindung an eine Fertigungsmaschine (1 10) zur Steuerung und/oder Regelung der Fertigung eines weiteren Werkstückes in der
Fertigungsmaschine (1 10).
19. Messgerät (72), aufweisend eine Erfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 12-15 und/oder ein Computerprogramm nach einem der Ansprüche 16-18.
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