DE10111540A1 - Koordinatenmeßgerät - Google Patents
KoordinatenmeßgerätInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät zum Vermessen von Werkstücken (7) mit wenigstens einem Taststift (12), der an einem in den Koordinatenrichtungen (x, y, z) verfahrbaren Tastkopf (5) befestigt werden kann, wobei der Taststift oder die Taststifte (12) Schäfte (14a-14c) aufweisen, an deren Enden ein Antastkörper (13a-13c) befestigt ist und wobei wenigstens zwei der Tasterschäfte bei bestimmungsgemäßer Befestigung des betreffenden Taststiftes (12) oder der betreffenden Taststifte am Tastkopf (5) eine unterschiedliche Ausrichtung aufweisen und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (9) zum Steuern des Meßablaufes und zur Auswertung der hierbei aufgezeichneten Meßpunkte. Um automatisiert einen oder mehrere geeignete Tasterschäfte (14a-14c) zur Vermessung eines Geometrieelementes auf dem Werkstück zu ermitteln, kann die Steuer- und Auswerteeinheit (9) folgendes Verfahren durchführen: DOLLAR A - Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Richtungsinformation DOLLAR I1 für die zu messenden Punkte eines zu vermessenden Geometrieelementes (29-32) auf dem Werkstück (7, 15, 16) entweder aus den gemessenen Meßpunkten (P¶1¶-P¶4¶) oder vordefinierten Solldaten des Geometrieelementes, DOLLAR A - Ermitteln eines oder mehrerer Tasterschäfte (14a-14c), der oder die zur Vermessung der Meßpunkte des Geometrieelementes geeignet sind, aus der oder den besagten Richtungsinformationen DOLLAR I2
Description
Die Erfindung betrifft ein Koordinatenmeßgerät zum Vermessen von Werkstücken mit
wenigstens einem Taststift der an einem in den Koordinatenrichtungen verfahrbaren Tastkopf
befestigbar ist, wobei der Taststift oder die Taststifte Schäfte aufweisen an deren Enden jeweils
ein Antastkörper befestigt ist und wobei wenigstens zwei der Schäfte bei bestimmungsgemäßer
Befestigung des betreffenden Taststiftes oder der betreffenden Taststifte am Tastkopf eine
unterschiedliche Ausrichtung aufweisen und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit zum Steuern
des Meßablaufes und zur Auswertung der hierbei aufgezeichneten Meßpunkte.
Ein Verfahren zur Steuerung eines derartigen Koordinatenmeßgerätes ist beispielsweise in
unserem US-Patent US 5,491,638 beschrieben. Zur Abtastung des eine Vielzahl von
Geometrieelementen umfassenden Werkstückes stehen hierbei eine Vielzahl von
unterschiedlichen Taststiften zur Verfügung, die auswechselbar am in den
Koordinatenrichtungen beweglichen Tastkopf des Koordinatenmeßgerätes befestigt werden
können. Dazu sind die Taststifte am Rande des Meßbereiches in einem entsprechenden Magazin
gelagert. Die Taststifte weisen hierbei Schäfte mit unterschiedlicher Ausrichtung auf, an deren
Enden Antastkörper in Form einer Tastkugel befestigt sind. Zur Vermessung der
unterschiedlichen Geometrieelemente des Werkstückes werden hierbei unterschiedliche
Tasterschäfte mit deren hieran befestigten Antastkörpern verwendet.
Der Meßablauf zum Vermessen eines Geometrieelementes kann hierbei grundsätzlich auf zwei
verschiedene Arten generiert werden. Die erste Möglichkeit ist die automatische Generierung aus
CAD-Daten des Werkstückes. Hierbei werden für ein anzutastendes Geometrieelement
automatisiert aus den CAD-Daten des Werkstückes die anzutastenden Meßpunkte auf dem
Geometrieelement generiert. Beispielsweise könnten automatisiert zur Vermessung einer ebenen
Fläche des Werkstückes, die durch das Geometrieelement "Ebene" dargestellt wird, automatisiert
ein zweidimensionales Meßpunktraster erstellt werden, das die auf der Ebene anzutastenden
Punkte definiert. Alternativ können für das betreffende Geometrieelement in einem sogenannten
Teach-In-Verfahren die anzutastenden Meßpunkte auch vom Bediener des
Koordinatenmeßgerätes aufgenommen werden. Dazu muß der Bediener des
Koordinatenmeßgerätes die gewünschten anzutastenden Punkte auf dem betreffenden
Geometrieelement eines Werkstückes über das Koordinatenmessgerät antasten, wobei das
Koordinatenmessgerät in diesem Falle manuell vom Bediener des Koordinatenmessgerätes
gesteuert wird.
Gemeinsam ist beiden Verfahren jedoch, daß derjenige, der den Meßablauf erstellt einen oder
mehrere geeignete Tasterschäfte bestimmen muß, mit denen die Meßpunkte des
Geometrieelementes abgetastet werden sollen. Dieses Verfahren ist zeitaufwendig. Insbesondere
bei Meßabläufen, in denen der Bediener des Koordinatenmeßgerätes die abzutastenden
Meßpunkte in einem Teach-In-Verfahren aufnehmen muß, kommt es bei der Verwendung von
komplexen Taststiften häufig dazu, daß der Bediener des Koordinatenmessgerätes versehentlich
mit einem anderen Tasterschaft die anzutastenden Meßpunkte auf dem Geometrieelement
abtastet, als er dies im Betriebsprogramm des Koordinatenmessgerätes eingestellt hat. Dies führt
dazu, daß völlig falsche Meßwerte aufgezeichnet werden, was zur Folge hat, daß alle bislang
gemessenen Meßpunkte noch einmal erneut mit dem richtigen Tasterschaft aufgenommen
werden müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Koordinatenmeßgerät der eingangs
genannten Art vorzuschlagen, mit dem vereinfacht Meßabläufe generiert und durchgeführt
werden können.
Die Aufgabe wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des unabhängigen Anspruches 1
gelöst, in dem wenigstens eine charakteristische Richtungsinformation für die zu messenden
Meßpunkte eines zu vermessenden Geometrieelementes auf dem Werkstück entweder aus
gemessenen Meßpunkten oder vordefinierten Solldaten des Geometrieelementes bestimmt wird
und hieraus ein oder mehrere Tasterschäfte ermittelt werden, der oder die zur Vermessung der
Meßpunkte des Geometrieelementes geeignet sind.
Die Aufgabe wird des weiteren durch ein entsprechendes Verfahren gemäß dem unabhängigen
Anspruch 12 gelöst.
Der Grundgedanke unserer Erfindung ist hierbei darin zu sehen, daß die Ermittlung eines oder
mehrerer geeigneter Tasterschäfte zur Abtastung der Meßpunkte eines Geometrieelementes aus
einer oder mehreren Richtungsinformationen des Geometrieelementes abgeleitet wird. Hierdurch
ergibt sich gegenüber dem bislang bekannten Verfahren der erhebliche Vorteil, daß nunmehr in
einem automatisierten Verfahren ein geeigneter Tasterschaft ermittelt werden kann und diese
Daten nicht mehr vom Ersteller des Meßablaufes ermittelt und eingegeben werden müssen.
Der oder die als geeignet ermittelten Tasterschäfte können zur Vermessung des betreffenden
Geometrieelementes geeignet vorgeschlagen werden.
Die Richtungsinformation kann hierbei entweder aus den CAD-Daten des Werkstückes, oder
aber aus angetasteten Meßpunkten des zu vermessenden Geometrieelementes abgeleitet werden.
An dieser Stelle soll der Begriff "Geometrieelement" definiert werden. Bei einem
Geometrieelement handelt es sich um ein mathematisches Ersatzelement, das auf einem zu
vermessenden Werkstück angetastet werden kann. Ein geeignetes Geometrieelement für eine
Bohrung ist beispielsweise der Zylinder. Eine nicht abschließende Aufzählung von
Geometrieelementen umfaßt hierbei den Punkt, die Ebene, die Freiformfläche, einen Kreis, einen
Zylinder, einen Kegel, eine Ellipse, eine Kugel und einen Torus.
Als Richtungsinformation können hierbei eine Vielzahl von aus der Mathematik bekannten
Größen verwendet werden. Beispielsweise könnte für das Geometrieelement Ebene eine
Ebenengleichung verwendet werden. Durch die Ebenengleichung ist die Ausrichtung der Ebene
eindeutig definiert. Besonders vorteilhaft wird man als Richtungsinformation jedoch Vektoren
verwenden, da hiermit ein besonders einfaches Rechnen möglich ist. Die Ermittlung eines
geeigneten Tasterschaftes kann dann sehr einfach erfolgen, in dem die Richtunginformation des
Geometrieelementes, also beispielsweise der Vektor und die Längsrichtung eines Tasterschaftes
gemeinsam einen definierten Winkel einschließen.
Als Richtungsinformation bei Außenelementen, wie beispielsweise einer von außen antastbaren
Ebene, eines von außen antastbaren Zylinders oder einer Kugel eignen sich hierbei die
Flächennormalen des Geometrieelementes in den anzutastenden Meßpunkten, daß heißt also die
Vektoren, die in den anzutastenden Meßpunkten lotrecht auf die Oberfläche des
Geometrieelementes stehen. Der Begriff Außenelement bedeutet hierbei, daß das betreffende
Geometrieelement einfach zugänglich von außen gemessen werden kann, ohne mit dem Taststift
in eine Bohrung, Vertiefung oder Aussparung des Werkstückes eindringen zu müssen. Hierbei
kann vorteilhaft jedem einzelnen Meßpunkt ein eigener Vektor zugeordnet werden, wobei dann
für jeden Meßpunkt einzeln ein geeigneter Tasterschaft vorgeschlagen wird. Dies ist
insbesondere dann sinnvoll, wenn ein Geometrieelement nicht mit einem einzigen Tasterschaft
vermessen werden kann. Alternativ reicht auch nur ein einzelner Vektor für das gesamte
Geometrieelement, wenn feststeht, daß das gesamte Geometrieelement mit nur einem
Tasterschaft vermessen werden kann. Soll beispielsweise nur ein kleines Kugelsegment einer
Kugel vermessen werden, so reicht beispielsweise die Angabe der Flächennormalen im Zenit des
zu vermessenden Kugelsegmentes. Bei einer Ebene reicht es die Flächennormale an einer
beliebigen Stelle auf der Ebene zu bestimmen. Hieraus wird auch insbesondere klar, daß die
Flächennormale nicht zwangsläufig mit einem zu messenden Punkt auf der Oberfläche des
Werkstückes zusammenfallen muß.
Bei Innenelementen, wie beispielsweise einem Zylinder, der bei einer Bohrung abzutasten ist,
sollte als Richtungsinformation der Vektor in Richtung der Hauptachse des Geometrieelementes
dienen. Der Begriff Innenelement bedeutet hierbei, daß das betreffende Geometrieelement nur
gemessen werden kann, wenn mit dem Taststift in eine Bohrung, Vertiefung, oder Aussparung
des Werkstückes eingetaucht wird.
Ein besonders geeigneter Tasterschaft sollte nunmehr derart ausgewählt werden, daß die
Schaftrichtung weitestgehend parallel zur Flächennormalen bei Außenelementen oder zum
Vektor entlang der Hauptachse bei Innenelementen ausgerichtet ist. Dies kann relativ einfach
erfolgen, in dem der Winkel zwischen der Längsachse des Tasterschaftes und dem Vektor des
Geometrieelementes berechnet wird. Hierdurch ergibt sich allerdings immer noch das Problem,
daß zusätzlich eine Information bekannt sein muß, an welchem Ende des Tasterschaftes das
Antastelement, wie beispielsweise die Tastkugel sitzt. Erheblich einfacher ist es nunmehr auch
dem Tasterschaft einen Vektor zuzuordnen, dessen Längsrichtung die Ausrichtung des
Tasterschaftes angibt und dessen Richtung anzeigt, an welchem Ende des Tasterschaftes der
Antastkörper sitzt. In Abhängigkeit von der Richtungswahl des Vektors des Geometrieelementes
und des Vektors des Tasterschaftes ergibt sich zwischen den Vektoren ein Winkel von 0° oder
von 180°.
Nur in wenigen Fällen wird diese Bedingung für die Meßpunkte eines abzutastenden
Geometrieelementes erfüllbar sein. Beispielsweise für eine zu vermessende Kugel gibt es nur
einen einzigen Meßpunkt, in dem die Flächennormale zum Vektor des Tasterschaftes den
vorgegeben Winkel einhält. Vorzugsweise sollte deshalb ein Winkelbereich angegeben werden,
innerhalb dessen der Winkel zwischen der Richtungsinformation des Geometrieelementes und
dem Taster liegen sollten. Bei Verwendung des oben genannten Beispieles ergibt sich damit als
Winkel zwischen dem Vektor des Geometrieelementes und dem Vektor des Tasterschaftes ein
Winkel von 180° +/- ε oder 0° +/- ε, wobei ε maximal 90° betragen sollte.
Aufgrund des relativ großen Winkelbereiches wird es mehrere Tasterschäfte geben, die als
geeignet befunden werden. In diesem Fall wird derjenige Tasterschaft bevorzugt ausgewählt
werden, der möglichst nahe am optimalen Winkel von 0° bzw. 180° liegt. Desweiteren können in
Ausnahmesituationen zur Vermessung eines Geometrieelementes auch mehrere Tasterschäfte
notwendig sein, wie dies beispielsweise notwendig wird, wenn ein Großteil einer Kugel
vermessen werden soll. Für diesen Fall wird man die Tasterschäfte in Abhängigkeit von den
Richtungsvektoren des Geometrieelementes so wählen, daß möglichst wenige Tasterschäfte zur
Vermessung des Geometrieelementes benötigt werden.
Wie bereits oben ausgeführt, kann es zur Erstellung oder Komplettierung des Meßablaufes
notwendig sein, dass der Bediener des Koordinatenmeßgerätes in einem Teach-In-Verfahren die
anzutastenden Meßpunkte auf einem Musterwerkstück über das Koordinatenmessgerät antasten
muss. Hierbei kommt es bei komplexen Taststiften oftmals vor, daß der Bediener des
Koordinatenmessgerätes im Betriebsprogramm des Koordinatenmessgerätes einen anderen
Tasterschaft auswählt, als er dann zur späteren Aufnahme der Meßpunkte vom Programm als
geeignet ermittelt wird. Bei herkömmlichen Koordinatenmeßgeräten hat dies zur Folge, daß alle
zuvor aufgenommen Meßpunkte wieder von vorne erfaßt werden müßten. Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Steuer- und Auswerteeinheit bei der
Abtastung des Geometrieelementes mit einem nicht vorgeschlagenen Tasterschaft die mit dem
nicht vorgeschlagenen Tasterschaft abgetasteten Meßpunkte auf den vorgeschlagenen
Tasterschaft umrechnen. Dies ist relativ einfach möglich, da für jeden Antastkörper
Kalibrierdaten in der Steuer- und Auswerteeinheit gespeichert sind, die sowohl die Ablage eines
definierten Punktes des betreffenden Antastkörpers gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem
definieren, wie auch dessen Geometrie. Für eine Tastkugel als Antastkörper ist beispielsweise die
Ablage des Mittelpunktes der Tastkugel gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem
gespeichert, wie auch der Radius der Tastkugel. Diese Kalibrierdaten werden in einem
Kalibriervorgang für jeden Antastkörper einzeln ermittelt.
Damit ist eine Umrechnung der mit einem ersten Antastkörper angetasteten Meßpunkte auf einen
zweiten Antastkörper problemlos durch Vektorarithmetik möglich.
Weitere Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung können den im folgenden im
Zusammenhang mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen entnommen werden.
Hierin zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Koordinatenmeßgerät,
Fig. 2 einen Taststift (12) mit fünf Tasterschäften (14a-14e) unterschiedlicher
Ausrichtung,
Fig. 3 einen einzelnen Tasterschaft (14e) des Tasters (12) gemäß Fig. 2,
Fig. 4 Tasterschaftauswahl bei einem Außenelement (e),
Fig. 5 Tasterschaftauswahl bei einem Innenelement (z),
Fig. 6 Tasterschaftauswahl eines Tasterschaftes für die Geometrieelemente an
einem Werkstück (15),
Fig. 7 ein Werkstück (16) in der Vorderansicht mit einem anzutastenden
Außenelement und einem anzutastenden Innenelement,
Fig. 8 Tasterschaftauswahl für ein Außenelement und ein Innenelement des
Werkstückes (16) gemäß Fig. 7,
Fig. 9 Verfahren zur Aufnahme der abzutastenden Meßpunkte eines
Geometrieelementes in einem Teach-In-Verfahren und anschließende
Umrechnung von Meßpunkten die mit einem nicht vorgeschlagenen
Tasterschaft gemessen wurden auf den geeigneten Tasterschaft,
Fig. 10 Darstellung der Aufnahme von Meßpunkten (P1-P4) in einem Teach-In-
Verfahren auf einem Geometrieelement (30) "Ebene" des Werkstückes
(15) gemäß Fig. 6,
Fig. 11 Darstellung der Umrechnung der mit einem falschen Tasterschaft (14c)
gemessenen Meßpunkte (P1-P4) gemäß Fig. 6 auf einen geeigneten
Tasterschaft (14d).
Fig. 1 zeigt rein beispielhaft ein Koordinatenmeßgerät vom sogenannten Portaltyp. Das
Koordinatenmeßgerät weist einen Taststift (6) auf, der auswechselbar an einem Tastkopf (5)
befestigt ist und der gegenüber dem Tastkopf (5) in den drei Koordinatenrichtungen (x, y, z)
ausgelenkt werden kann. Die Auslenkung des Taststiftes (6) in den drei Koordinatenrichtungen
(x, y ,z) wird über drei im Tastkopf (5) befindliche Meßgeber erfaßt. Der Tastkopf seinerseits
kann in den drei Koordinatenrichtungen (x, y, z) bewegt werden. Dazu weist die Portalmechanik
ein Portal (2) auf, das in der mit dem Pfeil (y) bezeichneten Richtung gegenüber dem Meßtisch
(1) über Führungen verfahren werden kann. Entlang der den Meßtisch überspannenden Traverse
des Portals (2) wiederum ist der sogenannte X-Schlitten (3) in der mit dem Pfeil (x) bezeichneten
Richtung beweglich geführt. Am X-Schlitten (3) wiederum ist die Pinole (4) in der mit dem Pfeil
(z) bezeichneten Richtung beweglich geführt, so daß der Tastkopf (5) über die Portalmechanik in
den drei Koordinatenrichtungen (x, y, z) verfahren werden kann. Die Vermessung eines
Werkstückes erfolgt nunmehr derart, daß der Taststift (6) das zu vermessende Werkstück (7) an
vorgesehenen Meßpunkten antastet, wobei im Tastkopf (5) die Auslenkung des Taststiftes (6)
gegenüber dem Tastkopf (5) in den drei Koordinatenrichtungen (x, y ,z) gemessen wird.
Zusätzlich werden an den drei Inkrementalmaßstäben (8a-8c), die von optischen Ableseköpfen
abgetastet werden, die aktuelle Position des Tastkopfes (5) in den drei Koordinatenrichtungen (x,
y, z) gemessen. Zur Ermittlung eines Meßpunktes werden nunmehr die Maßstabsmeßwerte (8a-8c)
mit den durch die Meßgeber im Tastkopf (5) ermittelten Taststiftauslenkungen
komponentenrichtig verrechnet und hieraus ein Meßpunkt generiert.
Um nunmehr komplexe Werkstücke mit einer komplexen Geometrie vermessen zu können,
werden üblicherweise unterschiedliche Taststifte benötigt, die im Magazin (11) vorgehalten
werden und automatisiert über eine Wechseleinrichtung am Tastkopf (5) eingewechselt werden
können. Natürlich würde für die Erfindung ein einziger Taststift mit mehreren unterschiedlichen
Tasterschäften ausreichen, der nicht auswechselbar über beispielsweise eine Schraube am
Tastkopf (5) befestigt ist. Die unterschiedlichen Taststifte weisen üblicherweise einen oder
mehrere Tasterschäfte auf, an deren Enden Antastkörper, wie beispielsweise eine Tastkugel oder
ein Zylinder befestigt sein können. Eine horizontale Bohrung beispielsweise wird man nur mit
einem horizontal ausgerichteten Tasterschaft vermessen können, während eine vertikale Bohrung
nur mit einem vertikal ausgerichteten Tasterschaft vermessen werden kann.
Zusätzlich weist das Koordinatenmeßgerät darüber hinaus hier nicht näher gezeigte Antriebe auf,
über die das Portal (2) der X-Schlitten (3) und die Pinole (4) in den drei Koordinatenrichtungen
(x, y, z) verfahren werden können. Die Steuerung des Meßablaufes und der Antriebe des
Koordinatenmeßgerätes, sowie die Aufnahme und Auswertung der hierbei ermittelten Meßwerte
erfolgt durch eine Steuer- und Auswerteeinheit (9), die hier in diesem Ausführungsbeispiel
beispielhaft durch einen einzigen Rechner realisiert ist. Die Steuer- und Auswerteeinheit (9) ist
zusätzlich mit einem Bedienpult (26) verbunden, mit dem über Bedienhebel das
Koordinatenmeßgerät auch manuell in den Koordinatenrichtungen (x, y, z) verfahren werden
kann, sowie auch andere Funktionen, wie beispielsweise ein Taststiftwechsel oder eine
Bedienung des Meßprogramms vorgenommen werden können.
Fig. 2 zeigt nunmehr einen rein beispielhaften Taststift (12), wie er beispielsweise im Magazin
(11) des Koordinatenmeßgerätes gemäß Fig. 1 vorliegen könnte. Der Taststift 12 weist hierbei
einen Taststiftteller (26) auf, auf dem drei Zylinder (27a, 27b, 27c) derart verteilt sind, dass die
Längsachsen in einem Winkel von 120° zueinander stehen. In der Mitte des Taststifttellers (26)
befindet sich ein ferromagnetisches Bauteil (28). Zur Aufnahme des Taststiftes (12) aus dem
Magazin (11) gemäß Fig. 1 und zur Befestigung am Tastkopf (5) wird das ferromagnetische
Bauteil (28) von einer entsprechenden elektromagnetischen Einheit im Tastkopf (5) magnetisch
gegen den Tastkopf gezogen, wobei die drei Zylinder (27a, 27b, 27c) auf entsprechend
zugeordneten paarweise am Tastkopf (5) angeordneten Kugeln zum liegen kommen, sodaß
hierdurch ein Dreipunktlager entsteht, durch das die Lagerung des Taststiftes (12) am Tastkopf
(5) statisch eindeutig bestimmt ist.
Des Weiteren weist der Taststift (12) einen am Taststiftteller (26) befestigten Zentralschaft (15)
auf, an dessen unterem Ende fünf Tasterschäfte (14a bis 14e) befestigt sind, die in
unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind. An den Enden der Tasterschäfte (14a-14e) sind
jeweils Antastkörper in Form von Tastkugeln (13a-13e) befestigt, die der Antastung des
Werkstückes (7) dienen.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung des Tasterschaftes (14e) und der hieran befestigten
Tastkugel (13e) des Taster 12 gemäß Fig. 2. Wie hierin zu sehen, ist dem hierin dargestellten
Tasterschaft (14e) eine Längsachse (a14e) zugeordnet, die hier beispielhaft durch den Mittelpunkt
der Tastkugel (13e) und durch den Mittelpunkt des Profils des Tasterschaftes verläuft. Wie
außerdem in Fig. 3 zu sehen ist, ist hierbei dem Tasterschaft (14e) ein Vektor (14e) zugeordnet,
der in Richtung der Längsachse (a14e) ausgerichtet ist. Der Fußpunkt des Vektors (14e) zeigt in
Richtung der Aufhängung des Tasterschaftes (14e) am Taststift und dessen Spitze in Richtung
des Antastkörpers (13e). Selbstverständlich könnte der Vektor (14e) auch um 180° verdreht
definiert werden, falls dies gewünscht ist. In diesem Falle würde der Fußpunkt des Vektors (14e)
in Richtung des Antastkörpers (13e) zeigen während die Spitze des Vektors in Richtung der
Aufhängung des Tasterschaftes (14e) weist.
Wie nunmehr einer der fünf in Fig. 2 dargestellten Tasterschäfte (14a-14e) zur Vermessung
eines Geometrieelementes in erfindungsgemäßer Weise ausgewählt wird, soll nunmehr anhand
der Fig. 4-8 erläutert werden.
Die Fig. 4 zeigt hierbei als abzutastendes Geometrieelement rein schematisch eine Ebene (e),
die als Außenelement gestaltet ist. Der Begriff Außenelement bedeutet hierbei, daß das
betreffende Geometrieelement einfach zugänglich von außen gemessen werden kann, ohne mit
dem Taststift in eine Bohrung, Vertiefung, oder Aussparung des Werkstückes eindringen zu
müssen. Wie hierbei zu sehen, ist der Ebene (e) als Richtungsinformation die Flächennormale
(Ai) zugeordnet, die einen Vektor verkörpert, der in einem anzutastenden Meßpunkt lotrecht auf
das betreffende Geometrieelement steht. Selbstverständlich muß der Vektor (Ai) nicht wie in
Fig. 4 dargestellt, vom Werkstück wegweisen. Vielmehr kann der Vektor (Ai) genauso gut in
Richtung des Werkstückes weisen. Zwischen jedem der Vektoren (j) der unterschiedlichen
Tasterschäfte (14a-14e) des Taststiftes (12) gemäß Fig. 2 und der Flächennormalen (Ai) ergibt
sich nunmehr ein Winkel (βij), den die beiden Vektoren (j und Ai) miteinander einschließen.
Wie bereits oben ausgeführt, wird einer der vorhandenen Tasterschäfte dann als geeignet
vorgeschlagen, wenn die Flächennormale (Ai) und der Vektor (j) eines Tasterschaftes
möglichst parallel stehen und das Antastelement am richtigen Ende des Tasterschaftes befestigt
ist. Dies ist bezogen auf das hier gezeigte System dann der Fall, wenn der Vektor (Ai) des
Geometrieelementes und der Vektor (j) des Tasterschaftes einen Winkel von 180° miteinander
einschließen. Im Falle einer horizontalen Ebene hieße dies für den aus Fig. 2 gezeigten Taster,
daß der Tasterschaft (14c) mit dem Antastkörper (13c) ausgewählt würde. Es sei an dieser Stelle
angemerkt, dass die verwendeten Indizes "i" stellvertretend für Bezeichnungen von
Geometrieelementen verwendet werden. Die verwendeten Indizes "j" werden stellvertretend für
die Bezeichnungen von zur Verfügung stehenden Tasterschäften verwendet. Der Index "A" steht
bei den Vektoren "" für "Außenelement", der Index "I" für "Innenelement".
Für ein Innenelement, also ein Geometrieelement, bei dem der Tasterschaft in einer Aussparung
oder Vertiefung zum Antasten eingefahren werden muß, verläuft die Ermittlung eines geeigneten
Tasterschaftes ähnlich. Als beispielhaftes zu vermessendes Geometrieelement wird gemäß Fig.
5 ein Zylinder (z) dargestellt, wie er beispielsweise bei einer Bohrung im Werkstück vorliegen
könnte. Im Gegensatz zum Außenelement wird als Richtungsvektor (Ii) hierbei ein Vektor in
Richtung der Hauptachse (az) verwendet. Wie in Fig. 5 ersichtlich, weist auch der Vektor (j)
jedes Tasterschaftes mit dem Vektor (Ii) des Geometrieelementes (z) einen definierten Winkel
(βij) auf, der, genau wie im Falle eines Außenelementes, im Idealfall 180° beträgt.
Der Winkel (βij) zwischen dem Vektor (Ai oder Ii) eines Geometrieelementes und dem
Vektor (j) eines Tasterschaftes kann sehr einfach durch Vektormultiplikation errechnet werden.
Da die Berechnung eines geeigneten Tasterschaftes für Außenelemente, wie auch für
Innenelemente gleich erfolgt, wird vereinfachend sowohl für (Ai) wie auch für (Ii) der
Terminus (i) verwendet. Ermittelt man vom Vektor (i) eines Geometrieelementes, wie auch
von den Vektoren (j) der Tasterschäfte jeweils den Einheitsvektor, d. h. also |j| = 1 und
|i| = 1 so gilt nachfolgende Beziehung:
j i = |j||i|cos (βij) (Gleichung 1)
Im Idealfall ist cos (βij) = -1, wenn der Winkel zwischen dem Vektor (i) des
Geometrieelementes und dem Vektor (i) des Tasterschaftes 180° ist. Wie bereits oben
ausgeführt, ist diese Bedingung häufig nicht erfüllt. Um jedoch mit großer Sicherheit einen
geeigneten Tasterschaft für eine Vielzahl von unterschiedlichen Geometrieelementen erhalten zu
können, sollte deshalb zusätzlich ein Bereich (ε) um den Winkel (β) festgelegt werden, innerhalb
dessen der Winkel zwischen dem Vektor (i) des Geometrieelementes und dem Vektor (i) des
Tasterschaftes variieren kann. Es muß dann gelten:
cos (βij) < cos (180° +/- ε) (Gleichung 2)
Der Bereich (ε) und sollte hierbei für jedes Geometrieelement einzeln festgelegt werden. Welche
Überlegungen hierzu im einzelnen notwendig sind, soll nunmehr anhand der Fig. 6-8
erläutert werden.
Fig. 6 zeigt hierbei ein quaderförmiges Werkstück (15) mit zwei zu vermessenden Ebenen
(29, 30) als Geometrieelemente. Da es sich um Außenelemente handelt, kann als Vektor der
betreffenden Geometrieelemente die Flächennormale (A29) und (A30) verwendet werden. Zur
Auswahl der horizontalen oberen Fläche (29) des Werkstückes (15) wird hierbei als Vektor die
Flächennormale (A29) mit den Vektoren (j) der Tasterschafte (14a-14e) gemäß Fig. 2
verglichen. Für den Schaft (14c) des Tasters (12) gemäß Fig. 2 trifft hierbei exakt die
Bedingung zu, daß der Vektor (A29) des Geometrieelementes (29) und der Vektor (14c) des
Tasterschaftes (14c) einen Winkel von 180° einschließen, so daß der Tasterschaft (14c) als
geeignet ausgewählt und vorgeschlagen wird. Für die vertikale Seitenfläche des Werkstückes
(15), deren Geometrieelement "Ebene" mit dem Bezugszeichen (30) bezeichnet ist, wird
vollkommen analog vorgegangen. Aufgrund obiger Überlegungen, nämlich daß die
Flächennormale (A30) mit dem Vektor (14d) des Tasterschaftes (14d) einen Winkel von 180°
einschließt, würde bei dem Taster (12) gemäß Fig. 2 der Tasterschaft (14d) ausgewählt werden.
Gesetzt den Fall, dass der Taster (12) gemäß Fig. 2 keinen Tasterschaft (14d) aufweisen würde
und auch sonst kein Taststift des Magazins (11) gemäß Fig. 1 einen Tasterschaft mit
horizontaler Ausrichtung aufweisen würde, wäre genauso eine Vermessung des betreffenden
Geometrieelementes (30) mit dem Tasterschaft (14c) möglich wie dies Fig. 6 schematisch
darstellt. Für diesen Fall steht der Vektor (14c) des Tasterschaftes (14c) und der Vektor (A30)
des betreffenden Geometrieelementes (30) in einem Winkel von 90° zueinander. Läßt man für
das Geometrieelement "Ebene" als Bereich (ε) maximal 90° zu, so ergäbe sich für die oben
genannte Gleichung 2 also nachfolgende Ungleichung:
cos (βij) < 0 (Gleichung 3)
Fig. 7 und 8 zeigen analoge Überlegungen für ein anderes Werkstück (16), das sowohl einen
abzutastenden Zylinder als Außenelement, wie auch einen abzutastenden Zylinder als
Innenelement umfaßt. Fig. 7 zeigt hierbei das Werkstück (16) in der Vorderansicht. Fig. 8
zeigt einen Schnitt des Werkstückes (16) nach Fig. 7 entlang der Linie VIII-VIII. Für das
Außenelement des Zylinders dient hierbei als Vektor (A32) des betreffenden
Geometrieelementes die Flächennormale in den abzutastenden Meßpunkten. Für den obersten
Meßpunkt am Zylinder (16) ist dies der vertikal ausgerichtete Normalenvektor (A32). Nach der
obigen Bedingung würde bei Vergleich mit den Vektoren (j) der möglichen Tasterschafte der
Tasterschaft (14c) als geeignet ausgewählt werden, da der Vektor (14c) des Tasterschaftes (14c)
mit dem Vektor (A32) des Geometrieelementes (32) in einem Winkel von 180° steht. Alternativ
könnte nach obigen Überlegungen selbstverständlich auch der Tasterschaft (14d) verwendet
werden, so daß der Bereich (ε) auf +/- 90° festgelegt werden kann. Für das Innenelement des
Zylinders sieht dies anders aus. Der Vektor (I31) des betreffenden Geometrieelementes (31)
verläuft, wie bereits oben detailliert dargestellt, in Richtung der Hauptachse des Zylinders. Bei
Auswahl nach dem obigen Prinzip würde der Tasterschaft (14d) ausgewählt werden, da dessen
Vektor (14d) einen Winkel von 180° mit dem Vektor (I31) des Geometrieelementes (31)
"Zylinder" einschließt. Würde hierbei, wie bei obigen Beispiel als Bereich (ε) maximal 90°
zugelassen, so hätte dies zur Folge, daß gegebenenfalls der Tasterschaft (14c) ausgewählt werden
könnte. In diesem Falle käme es zwangsläufig zu einer Kollision zwischen dem Werkstück (16)
und dem Tasterschaft (14c), da dieser nicht die Bohrung des Werkstückes (16) eingefahren
werden könnte. Der Bereich (ε) muß deshalb für zylindrische Innenelemente sehr klein,
beispielsweise 5° gewählt werden.
Wie bereits oben ausgeführt, kann der konkrete Meßablauf zu einem Geometrieelement unter
anderem dadurch definiert werden, in dem das Koordinatenmeßgerät manuell gesteuert an einem
Werkstück das betreffende Geometrieelement abtastet. Dieser Vorgang ist in dem
Ablaufdiagramm in Fig. 9 schematisch dargestellt. In Schritt (17) wird das Verfahren zur
Aufnahme von abzutastenden Meßpunkten an einem Geometrieelement, wie beispielsweise des
Innenzylinders einer Bohrung, begonnen. In Schritt (18) werden dazu an dem Geometrieelement
nunmehr einzelne anzutastende Meßpunkte aufgenommen, wobei im Schritt (19) aus den
aufgenommen angetasteten Punkten das Meßprogramm automatisiert die Einpassung eines
vordefinierten Geometrieelementes vornimmt. Gemäß dem Schritt (20) werden die Schritte (18
und 19) solange wiederholt, bis alle Meßpunkte des Geometrieelementes vollständig sind.
Wie dies beispielhaft aussehen könnte ist in Fig. 10 gezeigt. Hierin wird das Geometrieelement
(30) "Ebene" des Werkstückes (15) aus Fig. 6 entsprechend den Schritten (18 bis 20) aus Fig.
9 durch das Koordinatenmeßgerät angetastet. Hierbei werden beispielhaft vier Meßpunkte (P1-P4)
aufgenommen, wobei durch die vier aufgenommenen Meßpunkte (P1-P4) dann nach dem
Gauß'schen Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate eine Ebene eingepaßt wird.
Nachdem nunmehr alle Meßpunkte (P1-P4) aufgenommen sind, wird in Schritt (21) nunmehr
nach obigem Vorgehen für das betreffende Geometrieelement ein geeigneter Tasterschaft
bestimmt. Wie bereits oben im Zusammenhang mit Fig. 6 erläutert würde die Steuer- und
Auswerteeinheit (9) hierbei den Tasterschaft (14c) als besonders geeignet bestimmen. In Schritt
(22) prüft die Steuer- und Auswerteeinheit (9) nunmehr, ob der aktuell verwendete Tasterschaft,
mit dem die Meßpunkte in Schritt (18) in aufgenommen wurden dem geeigneten Tasterschaft
entspricht. Falls dies nicht der Fall ist, beispielsweise weil der Bediener des
Koordinatenmessgerätes den Tasterschaft (14c) zur Aufnahme der Meßpunkte (P1-P4) verwendet
hat, so hätte dies bei herkömmlichen Meßprogrammen bedeutet, daß der Bediener des
Koordinatenmeßgerätes alle bislang aufgenommen Meßpunkte (P1-P4) erneut aufnehmen muß
und hierzu alle bisher durchlaufenen Verfahrensschritte erneut mit dem vorgeschlagenen
Tasterschaft (14d) durchführen muß. In dieser besonders vorteilhaften Weiterbildung wird jedoch
im Schritt (24) der Taster auf den richtigen Tasterschaft umgeschaltet und die angetasteten
Meßpunkte in Schritt (25) auf den korrekten Tasterschaft umgerechnet.
Wie dies vorgenommen wird, soll anhand von Fig. 11 beispielhaft beschrieben werden. Wie
bereits oben ausgeführt, liegt die exakte Ablage des Mittelpunktes jedes Antastkörpers (13a-13e)
gegenüber einem zentralen Maschinenkoordinatensystem und die geometrischen Daten des
Antastkörpers (bei einer Tastkugel der Tastkugelradius) als gespeicherte Daten vor. Diese Daten
werden, wie bei Koordinatenmeßgeräten üblich, in einem Kalibriervorgang bestimmt. Bezogen
auf das oben im Zusammenhang mit Fig. 9 und 10 beschriebene Beispiel ist also, wie Fig. 11
dies beispielhaft zeigt, ein Vektor (13c) bekannt, der die Ablage des Mittelpunktes des
Antastkörpers (13c) gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem (xM, yM, zM) angibt, sowie ein
Vektor (13d) bekannt, der die Ablage des Mittelpunktes des Antastkörper (13d) gegenüber dem
Maschinenkoordinatensystem (xM, yM, zM) angibt. Außerdem sind die Radien der Tastkugeln
(13c, 13d) bekannt. Hieraus werden gemeinsam mit den Flächennormalen in den Meßpunkten
(P1-P4) entsprechende Vektoren (13c) und (13d) ermittelt, die vom Mittelpunkt der Antastkörper
(13c, 13d) zu dem Punkt der Oberfläche der Antastkörper (13c, 13d) weisen, indem diese die
Werkstückoberfläche berühren. Die besagten Vektoren (13c) und (13d) müssen zwangsläufig
parallel zueinander sein. Über einfache Vektorarithmetik kann nunmehr ein Verschiebevektor
(13c-13d) berechnet werden, um den alle Meßpunkte (P1-P4) verschoben werden müssen um auf
den vorgeschlagenen Tasterschaft (14d) umgerechnet zu werden.
Die mit einem ersten Tasterschaft aufgenommen Meßpunkte können deshalb über einfache
Vektorarithmetik auf den vorgeschlagenen Tasterschaft umgerechnet werden. Hierdurch kann der
Bediener des Koordinatenmeßgerätes nunmehr für ein neues Geometrieelement gemäß Schritt
(17) (siehe wieder Fig. 9) mit der Aufnahme von Meßpunkten eines neuen Geometrieelementes
beginnen.
Abschließend sei noch erwähnt, daß die Erfindung selbstverständlich nicht auf die in den Fig.
1-11 gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Vielmehr können selbstverständlich
zahlreiche Änderungen vorgenommen werden. Beispielsweise muß es sich selbstverständlich
nicht, wie in Fig. 1 gezeigt, um ein Portalmeßgerät handeln. Vielmehr könnte selbstverständlich
auch ein Ständermeßgerät, ein Brückenmeßgerät oder ein Roboterarm mit Drehgelenken zum
Verfahren des Tastkopfes (5) in den Koordinatenrichtungen verwendet werden. Auch das
Tastelement (13a-e) muß selbstverständlich nicht eine Tastkugel sein sondern kann
beispielsweise ein Zylinder oder eine Spitze sein. Weiterhin muss natürlich der Tastkopf nicht
zwingend ein messender Tastkopf sein, dessen Taststift in den drei Koordinatenrichtungen
gegenüber dem Tastkopf auslenkbar ist. Es kann sich beispielsweise genauso um einen
schaltenden Tastkopf handeln, durch den bei Berührung des Taststiftes mit dem Werkstück ein
Signal erzeugt wird das zum Auslesen der Maßstabswerte führt. Natürlich muß der Taststift auch
nicht auswechselbar am Tastkopf befestigt sein. Für die Erfindung reicht vielmehr ein einziger
Taststift mit mehreren unterschiedlichen Tasterschäften, der nicht auswechselbar über
beispielsweise eine Schraube am Tastkopf (5) befestigt ist.
Claims (22)
1. Koordinatenmeßgerät zum V ermessen von Werkstücken (7, 15, 16) mit wenigstens einem
Taststift (6, 12), der an einem in den Koordinatenrichtungen (x, y ,z) verfahrbaren Tastkopf (5)
befestigt werden kann, wobei der Taststift oder die Taststifte (6, 12) Schäfte (14a-14e)
aufweisen, an deren Enden jeweils ein Antastkörper (13a-13e) befestigt ist und wobei
wenigstens zwei der Schäfte bei bestimmungsgemäßer Befestigung des betreffenden
Taststiftes (12) oder der betreffenden Taststifte am Tastkopf (5) eine unterschiedliche
Ausrichtung aufweisen, und mit einer Steuer- und Auswerteeinheit (9) zum Steuern des
Meßablaufes und zur Auswertung der hierbei aufgezeichneten Meßpunkte,
gekennzeichnet dadurch, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (9) folgendes Verfahren
durchführen kann:
Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Richtungsinformation (i) für die zu messenden Punkte eines zu vermessenden Geometrieelementes (29, 30, 31, 32) auf dem Werkstück (7, 15, 16) entweder aus gemessenen Meßpunkten (P1-P4) oder vordefinierten Solldaten des Geometrieelementes,
Ermitteln eines oder mehrerer Tasterschäfte (14a-14e), der oder die zur Vermessung der Meßpunkte des Geometrieelementes (29, 30, 31, 32) geeignet sind aus der oder den besagten Richtungsinformationen (i).
Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Richtungsinformation (i) für die zu messenden Punkte eines zu vermessenden Geometrieelementes (29, 30, 31, 32) auf dem Werkstück (7, 15, 16) entweder aus gemessenen Meßpunkten (P1-P4) oder vordefinierten Solldaten des Geometrieelementes,
Ermitteln eines oder mehrerer Tasterschäfte (14a-14e), der oder die zur Vermessung der Meßpunkte des Geometrieelementes (29, 30, 31, 32) geeignet sind aus der oder den besagten Richtungsinformationen (i).
2. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und
Auswerteeinheit (9) als Richtungsinformation für das Geometrieelement wenigstens einen
Vektor (i) ermittelt.
3. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und
Auswerteeinheit (9) auch jedem der Tasterschäfte (14a-14e) einen Vektor (j) zuordnet, der
in Längsrichtung des Tasterschaftes weist.
4. Koordinatenmeßgerät nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuer- und Auswerteeinheit (9) einen Tasterschaft als geeignet
ermittelt, dessen Längsrichtung mit der Richtungsinformation (i) des Geometrieelementes
einen definierten Winkel (βij) einschließt.
5. Koordinatenmeßgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und
Auswerteeinheit (9) den Winkel (βij) als innerhalb eines vordefinierter Winkelbereiches
(βij +/- ε) liegend voraussetzt.
6. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 2-5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuer- und Auswerteeinheit (9) als Vektoren (Aj) des Geometrieelementes (29, 30, 32) bei
Außenelementen die Flächennormale in wenigstens einem Punkt des Geometrieelementes
verwendet.
7. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuer- und Auswerteeinheit (9) als Vektoren (Ii) des Geometrieelementes (31) bei
Innenelementen den Vektor verwendet, der in Richtung der Hauptachse (az) des
Geometrieelementes weist.
8. Koordinatenmeßgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuer- und Auswerteeinheit (9) den Winkel (βij) zwischen dem Vektor (i) des
Geometrieelementes und dem Vektor (j) des Tasterschaftes als 180° +/- ε oder als 0° +/- ε
definiert, wobei ε einen Wert zwischen 0° und 90° annehmen kann.
9. Koordinatenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Auswerteeinheit (9) bei der Abtastung des Geometrieelementes mit
einem nicht als geeignet ermittelten Tasterschaft die mit dem nicht als geeignet ermittelten
Tasterschaft abgetasteten Meßpunkte auf den als geeignet ermittelten Tasterschaft
umrechnet.
10. Koordinatenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Auswerteeinheit (9) das Geometrieelement mit dem als geeignet
ermittelten Tasterschaft vermißt.
11. Koordinatenmeßgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuer- und Auswerteeinheit (9) für den Fall, daß kein geeigneter Tasterschaft
gefunden wird eine Fehlermeldung ausgibt.
12. Verfahren zum Vermessen von Werkstücken auf einem Koordinatenmeßgerät mit
wenigstens einem Taststift (12), der an einem in den Koordinatenrichtungen (x, y ,z)
verfahrbaren Tastkopf (5) befestigt werden kann, wobei der Taststift oder die Taststifte (12)
Schäfte (14a-14e) aufweisen, an deren Enden jeweils ein Antastkörper (13a-13e) befestigt ist
und wobei wenigstens zwei der Schäfte bei bestimmungsgemäßer Befestigung des
betreffenden Taststiftes (12) oder der betreffenden Taststifte am Tastkopf (5) eine
unterschiedliche Ausrichtung aufweisen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
- - Bestimmung wenigstens einer charakteristischen Richtungsinformation (i) für die zu messenden Punkte eines zu vermessenden Geometrieelementes (29-32) auf dem Werkstück (7, 15, 16) entweder aus gemessenen Meßpunkten (P1-P4) oder vordefinierten Solldaten des Geometrieelementes
- - Ermitteln eines oder mehrerer Tasterschäfte (14a-14e), der oder die zur Vermessung der Meßpunkte des Geometrieelementes (7, 15, 16) geeignet sind aus der oder den besagten Richtungsinformationen (i).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtungsinformation für das
Geometrieelement wenigstens ein Vektor (i) ermittelt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auch jedem der Tasterschäfte
(14a-14e) ein Vektor (j) zuordnet wird, der in Längsrichtung des Tasterschaftes weist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Tasterschaft (14a-14e) als geeignet ermittelt wird, dessen Längsrichtung mit der
Richtungsinformation (i) des Geometrieelementes einen definierten Winkel (βij)
einschließt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (βij) innerhalb eines
vordefinierter Winkelbereiches (βij +/- ε) liegen muß.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (βij) zwischen dem
Vektor (i) des Geometrieelementes und dem Vektor des Tasterschaftes 180° +/- ε oder 0°
+/- ε ist, wobei (ε) einen Wert zwischen 0° und 90° annehmen kann.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor
(Ai) des Geometrieelementes (29, 30, 32) bei Außenelementen die Flächennormale des
Geometrieelementes in wenigstens einem Punkt des Geometrieelementes ist.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Vektor
(Ii) des Geometrieelementes (31) bei Innenelementen ein Vektor in Richtung der
Hauptachse des Geometrieelementes ist.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Abtastung des Geometrieelementes mit einem nicht als geeignet ermittelten
Tasterschaft die mit dem nicht als geeignet ermittelten Tasterschaft abgetasteten Meßpunkte
(P1-P4) auf den als geeignet ermittelten Tasterschaft umgerechnet werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß das Geometrieelement mit dem als geeignet ermittelten Tasterschaft vermessen wird.
22. Verfahren nach Anspruch 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß kein
geeigneter Tasterschaft gefunden wird eine Fehlermeldung ausgegeben wird.
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Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102007004423A1 (de) * | 2007-01-23 | 2008-07-31 | Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh | Steuerung eines Betriebes eines Koordinatenmessgerätes |
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Family Cites Families (2)
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---|---|---|---|---|
DE4336863C2 (de) * | 1993-10-28 | 1998-01-22 | Zeiss Carl Fa | Verfahren zur Steuerung von Koordinatenmeßgeräten |
DE19821372A1 (de) * | 1998-05-13 | 1999-11-18 | Zeiss Carl Fa | Koordinatenmeßgerät und Verfahren zur Steuerung eines solchen |
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-
2003
- 2003-09-10 US US10/658,382 patent/US7024333B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Owner name: CARL ZEISS INDUSTRIELLE MESSTECHNIK GMBH, 73447 OB |
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8141 | Disposal/no request for examination |