DE102005022344A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung - Google Patents
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Abstract
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung
von Lageinformationen eines Werkstücks (1). Um eine schnelle Einmessung einer
Relativlage des Werkstücks
(1) zu einem zu dessen Bearbeitung vorgesehenen Werkzeug zu ermöglichen, wird
vorgeschlagen, dass die Vorrichtung
- eine Kamera (2) zur Erfassung zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks (1),
- erste Verarbeitungsmittel (3) zur Bestimmung geometrischer Parameter (4) auf Basis des von der Kamera (2) erfassten Teilbereichs,
- einen Speicher für ein Geometriemodell (5) des Werkstücks (1) und
- zweite Verarbeitungsmittel (6) zur Bestimmung der Lageinformationen des Werkstücks (1) durch einen Abgleich der geometrischen Parameter (4) mit dem Geometriemodell (5)
aufweist, wobei die Lageinformationen für eine Positionsbestimmung des Werkstücks (1) in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug vorgesehen sind.
- eine Kamera (2) zur Erfassung zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks (1),
- erste Verarbeitungsmittel (3) zur Bestimmung geometrischer Parameter (4) auf Basis des von der Kamera (2) erfassten Teilbereichs,
- einen Speicher für ein Geometriemodell (5) des Werkstücks (1) und
- zweite Verarbeitungsmittel (6) zur Bestimmung der Lageinformationen des Werkstücks (1) durch einen Abgleich der geometrischen Parameter (4) mit dem Geometriemodell (5)
aufweist, wobei die Lageinformationen für eine Positionsbestimmung des Werkstücks (1) in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug vorgesehen sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von Lageinformationen eines Werkstücks für eine Positionsbestimmung des Werkstücks in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug.
- Eine derartige Vorrichtung bzw. ein derartiges Verfahren kommt beispielsweise bei numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, so genannten CNC-Maschinen, zum Einsatz, bei denen zur Fertigung eines Bauteils das Werkzeug relativ zu dem zu bearbeitenden Werkstück automatisch gemäß programmierter Verfahrbewegungen geführt wird.
- Um eine gewünschte Bauteilkontur erzeugen zu können, muss die Lage des Werkstücks innerhalb der Werkzeugmaschine möglichst exakt bekannt sein. Dies kann durch eine auf das Werkstück zugeschnittene Einspannvorrichtung gewährleistet werden, die dessen exakte Positionierung erlaubt. Alternativ muss die Lage des Werkstücks eingemessen werden, damit diese bei der Werkstückbearbeitung berücksichtigt werden kann. Nur so kann beispielsweise bei einem Zerspannungsprozess gewährleistet werden, dass das tatsächlich abgetragene Volumen mit dem bei der Bearbeitungsplanung und NC-Programmierung definierten Zerspanvolumen übereinstimmt und so die gewünschte Bauteilqualität erzielt wird.
- Das Einmessen von Werkstücken bei kleinen und mittleren Serien erfolgt heute in der Regel mittels eines Messtasters, der in die Werkzeugaufnahme eingespannt wird. Dieser Messtaste fährt mit einer sehr geringen Geschwindigkeit in Richtung des Werkstücks, bis dieser Kontakt zum Werkstück hat. Um die genaue Lage des Werkstücks zu bestimmen, muss dieses mehrfach angefahren werden. Aus den so bestimmten Punkten kann anschließend die Lage des Werkstücks ermittelt werden.
- Beispielsweise ist aus
DE 41 10 209 C2 eine Vorrichtung bekannt zur Erkennung von Außenabmessungen eines Werkzeugs und/oder eines mit Hilfe von Vorschubantrieben bewegbaren Werkstücks an einer CNC-gesteuerten Schleifmaschine sowie zur Bestimmung der Relativlage von Werkzeug und Werkstück mit einem mechanisch berührend wirkenden Tastelement zur Erfassung von das Werkstück oder die Werkstücklage charakterisierenden Abmessungen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine schnelle Einmessung einer Relativlage eines Werkstücks zu einem zu dessen Bearbeitung vorgesehenen Werkzeug zu ermöglichen.
- Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Bestimmung von Lageinformationen eines Werkstücks gelöst mit
- – einer Kamera zur Erfassung zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks,
- – ersten Verarbeitungsmitteln zur Bestimmung geometrischer Parameter auf Basis des von der Kamera erfassten Teilbereichs,
- – einem Speicher für ein Geometriemodell des Werkstücks und
- – zweiten Verarbeitungsmitteln zur Bestimmung der Lageinformationen des Werkstücks durch einen Abgleich der geometrischen Parameter mit dem Geometriemodell,
- Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Werkzeugmaschine mit einer derartigen Vorrichtung und einer numerischen Maschinensteuerung zur automatischen Bearbeitung des Werkzeugs auf Basis der Lageinformationen gelöst.
- Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Bestimmung von Lageinformationen eines Werkstücks gelöst mit folgenden Verfahrensschritten:
- – Erfassen zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks mit einer Kamera,
- – Bestimmen geometrischer Parameter auf Basis des von der Kamera erfassten Teilbereichs,
- – Lagebestimmung des Werkstücks durch einen Abgleich der geometrischen Parameter mit einem in einem Speicher abgelegten Geometriemodell des Werkstücks und
- – Positionsbestimmung des Werkstücks in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug anhand der Lageinformationen.
- Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine optische Erfassung des Werkstücks in Kombination mit dem Geometriemodell, welches die Außenkonturen des Werkstücks beschreibt, eine gegenüber herkömmlichen Verfahren sehr viel schnellere Positionsbestimmungen des zu bearbeitenden Werkstücks möglich ist. Der Grundgedanke der Erfindung ist, mit Hilfe der Kamera und der ersten Verarbeitungsmittel, die insbesondere auch in die Kamera integriert werden können, die notwendigen geometrischen Parameter zu bestimmen, die in Kombination mit dem im Speicher abgelegten Geometriemodell Rückschlüsse über die Lage des Werkstücks in Bezug auf das zu dessen Bearbeitung vorgesehene Werkzeug ermöglichen.
- Ein derartiges optisches Verfahren ist sehr viel schneller als herkömmliche taktile Verfahren, bei denen ein Messkopf, um Kollisionen zu vermeiden, langsam an das einzumessende Werkstück herangefahren wird und bei Berührung die Koordinaten eines Punktes des Werkstücks bestimmt werden. Zur Lagebestimmung sind mehrer Messpunkte notwendig, so dass dieser zeitaufwendige Vorgang mehrfach wiederholt werden muss.
- Z. B. können hierzu die ersten Verarbeitungsmittel zur Bestimmung der geometrischen Parameter des Werkstücks mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus vorgesehen sein. Durch ein Verfahren der Bilderkennung wird beispielsweise eine Kante des Werkstücks erkannt. Wird dieselbe Kante auch in dem Geo metriemodell erkannt, so kann durch diese Informationen die relative Lage des Werkstücks sehr leicht und sehr schnell ermittelt werden.
- Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Lichtquelle zur Beleuchtung des Werkstücks aufweist und die ersten Verarbeitungsmittel zur Bestimmung der geometrischen Parameter des Werkstücks mittels eines Triangulationsverfahrens vorgesehen sind. Bei einem einfachen Triangulationsverfahren wird das Werkstück mit Hilfe einer Lichtquelle unter einem bestimmten Winkel beleuchtet und das reflektierte Licht von einer Kamera erfasst. Bei einem bekannten Einstrahlwinkel des Lichtes und einem bekannten Abstand zwischen der Lichtquelle und der Kamera können die Koordinaten eines Messpunktes des Werkstücks bestimmt werden.
- Unabhängig davon, welches Verfahren zur Ermittlung der geometrischen Parameter verwendet wird, ist es vorteilhaft, die zweiten Verarbeitungsmittel zur Bestimmung der Lageinformationen durch Erkennen von charakteristischen Elementen des Werkstücks und deren perspektivischen Verzerrungen gegenüber dem Geometriemodell vorzusehen. Als charakteristische Elemente können Kanten, Ecken oder Kurven etc. des Werkstücks dienen. Statt wie bei herkömmlichen Verfahren das Bauteil taktil zu vermessen, reicht es in dieser Ausführungsform aus, z. B. eine Kante des Werkstücks zu erkennen und deren perspektivische Verzerrung durch Vergleich mit dem Geometriemodell zu bestimmen. Hierdurch sind sämtliche Informationen gegeben, die zur Bestimmung der Lage des Werkstücks in Bezug auf das Werkzeug benötigt werden.
- Im Regelfall wird die genaue Lage des Werkstücks für einen anschließenden Bearbeitungsprozess mit Hilfe des Werkzeugs benötigt. Insbesondere in einem solchen Anwendungsfall ist es vorteilhaft, wenn die zweiten Verarbeitungsmittel zur Bestimmung einer Matrix vorgesehen sind, die eine Verschiebung und/oder Verdrehung des Werkstücks gegenüber einer Bezugsposition beschreibt. Beispielsweise kann hierbei die Matrix zur Kalibrierung einer numerischen Steuerung einer Werkzeugmaschine vorgesehen sein. Z. B. sind in einem NC-Programm Koordinaten für die Verfahrwege des Werkzeugs abgelegt, die zur Bearbeitung des Werkstücks abgefahren werden sollen. Bei der Programmierung des NC-Programms können derartige Verfahrwege für eine bestimmte Bezugsposition bzw. Bezugslage des Werkzeugs programmiert werden. Abweichungen der realen Lage des Werkstücks gegenüber dieser Bezugsposition bzw. Bezugslage, werden in einer solchen Ausführungsform durch die Matrix beschrieben, so dass eine entsprechende Kalibrierung der im NC-Programm abgelegten Verfahrwege vorgenommen werden kann.
- Insbesondere dann, wenn sehr hohe Anforderungen an die Exaktheit der Lagebestimmung gestellt werden, kann es zweckmäßig sein, dass die Vorrichtung einen insbesondere taktilen Sensor zur Feineinmessung des Werkstücks im Anschluss an die Bestimmung der Lageinformationen mit den zweiten Verarbeitungsmitteln aufweist. Bei einer derartigen Ausführungsform dient die optische Einmessung des Bauteils mit Hilfe der Kamera und dem im Speicher abgelegten Geometriemodell zunächst einer groben Positionsbestimmung des Werkstücks in Bezug auf das Werkzeug. Anhand dieser groben Positionsbestimmung kann jedoch schon der taktile Sensor sehr schnell in eine geeignete Ausgangsposition zur Feineinmessung gefahren werden. Anschließend erfolgt die Feineinmessung des Werkzeugs, insbesondere durch herkömmliche taktile Verfahren. Durch diese Ausführungsform der Erfindung wird z.B. die hohe Genauigkeit eines taktilen Einmessverfahrens erreicht, wobei jedoch die Zeit für die Einmessung des Werkstücks gegenüber herkömmlichen Verfahren extrem reduziert wird. Bei herkömmlichen Verfahren ist ein sehr langsames Heranfahren des taktilen Sensors an das Werkstück erforderlich, um Kollisionen des empfindlichen Messkopfes mit dem Werkstück zu vermeiden. Durch die Vorabbestimmung der groben Position des Werkstücks entfällt diese sehr zeitaufwendige Heranfahrphase.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
-
1 Eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Lagebestimmung eines Werkstücks -
2 Eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur NC-Steuerung einer Werkzeugmaschine -
3 Eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Lagebestimmung eines Werkstücks -
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Lagebestimmung eines Werkstücks1 . Das Werkstück1 ist auf einem Werkstücktisch14 für die Bearbeitung durch ein hier nicht dargestelltes Werkzeug eingespannt. Nachdem ein Werker über eine Steuerung einen Befehl zur visuellen Messung des Werkstücks1 aktiviert hat, fährt der Werkstücktisch14 in den Erfassungsbereich einer Kamera2 . Alternativ kann selbstverständlich auch die Kamera2 mobil ausgeführt werden, so dass diese zur Erfassung des Werkstücks1 an den Werkstücktisch14 herangefahren wird. - Bei der Kamera
2 handelt es sich beispielsweise um eine CCD oder CMOS Kamera, deren Bilddaten an erste Verarbeitungsmittel3 übertragen werden. Die ersten Verarbeitungsmittel3 , die insbesondere in Form eines in die Kamera integrierten Mikroprozessors realisiert sind, generieren auf Basis der Bilddaten geometrische Parameter4 , wobei aus der Bildverarbeitung bekannte mathematische Algorithmen Anwendung finden. Beispielsweise beschreiben die geometrischen Parameter eine oder mehrere Kanten des Werkstücks1 . - In einem Speicher ist ein vereinfachtes Geometriemodell
5 des Werkstücks1 abgelegt, das die Außenkonturen des Werkstücks1 beschreibt. Zweite Verarbeitungsmittel6 sind in der Lage, durch Abgleich des Geometriemodells5 und der zuvor bestimmten geometrischen Parameter4 Lageinformationen, die die Lage des Werkstücks1 in Bezug auf eine Bezugslage oder Bezugsposition beschreiben, zu ermitteln. Derartige Lageinformationen, die für eine Positionsbestimmung des Werkstücks1 in Bezug auf ein zu dessen Verarbeitung vorgesehenes Werkzeug angeben, werden in Form einer Matrix7 gespeichert und stehen für eine anschließende Bearbeitung des Werkstücks1 durch ein Werkzeug auf diese Art und Weise zur Verfügung. - Die zweiten Verarbeitungsmittel können von einem weiteren Prozessor bzw. Controller bereitgestellt werden. Alternativ können die zweiten Verarbeitungsmittel
6 auch gemeinsam mit den ersten Verarbeitungsmitteln3 in Form des in der Kamera integrierten Mikroprozessors ausgeführt sein. -
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur NC-Steuerung einer Werkzeugmaschine9 . Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich beispielsweise um eine NC-gesteuerte Fräsmaschine, bei der aus einem Werkstück1 ein Bauteil gemäß einem NC-Programm gefertigt wird. Hierzu weist die Werkzeugmaschine9 eine numerische Steuerung8 auf, in die das NC-Programm von einem Anwender geladen wird. Innerhalb des Programms sind Verfahrwege definiert, die bei der Bearbeitung durch ein entsprechendes Werkzeug abgefahren werden müssen. - Um eine exakte Bearbeitung des Werkstücks
1 zu garantieren, muss die Lage des Werkstücks1 in Bezug auf ein zur Bearbeitung vorgesehene Werkzeug bekannt sein. Um dies zu gewährleisten, verfügt die Werkzeugmaschine über eine Vorrichtung zur Lageerfassung des Werkstücks1 . Die Komponenten dieser Vorrichtung und deren Funktionalität entsprechen den bereits unter1 erläuterten Komponenten und deren Zusammenwirken. Weiterhin sind in2 dieselben Bezugszeichen für funktionell gleiche Komponenten wie in1 gewählt worden. - Folgendes Szenario ist für die Nutzung der bereits beschriebenen integrierten optischen Lageerkennung im Zusammenwirken mit der Werkzeugmaschine
9 denkbar:
Zunächst spannt ein Werker ein Werkstück1 auf dem Werkstücktisch14 ein. Anschließend startet der Werker über die numerische Maschinensteuerung8 ein NC-Programm, in dem die zur Bearbeitung des Werkstücks1 notwendigen Verfahrensschritte programmiert sind. Das NC-Programm enthält darüber hinaus ein vereinfachtes Geometriemodell5 des zu bearbeitenden Werkstücks1 . - Der erste Verfahrensschritt, der innerhalb des NC-Programms programmiert ist, beinhaltet die Lageerkennung des Werkstücks
1 . Hierzu wird zunächst, wie bereits in1 beschrieben, mit der Kamera2 ein Teilbereich des Werkstücks1 erfasst, und mit Hilfe der ersten Verarbeitungsmittel3 erste geometrische Parameter4 erzeugt. Anhand der geometrischen Parameter4 und dem im NC-Programm abgelegten Geometriemodell5 des Werkstücks1 generieren die zweiten Verarbeitungsmittel6 eine Matrix7 , in der Translations- und Rotationsinformationen des Werkstücks1 in Bezug auf eine Bezugsposition abgelegt sind. - Die innerhalb des NC-Programms abgelegten Verfahrwege des Werkzeugs sind zunächst auf Basis dieser Bezugspositionen definiert. Um die gewünschte Bauteilkontur mit Hilfe des Fräswerkzeuges erzeugen zu können, werden die Koordinaten des Verfahrweges mit Hilfe der Matrix
7 korrigiert. Durch die Transformation der einzelnen Bewegungskoordinaten entsprechen nun die Werkzeugbewegungen relativ zum Werkstück1 exakt den gewünschten Werkzeugbewegungen. -
3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Lagebestimmung eines Werkstücks1 . Auch hier werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten der bereits in den1 und2 behandelten Elemente verwendet. - In diesem Fall wird dem Verfahren zur Lageerkennung noch eine Feineinmessung nachgeschaltet, die notwendig ist, um sehr hohe Anforderungen an die Lagebestimmung des Werkstücks
1 in Bezug auf das zur Bearbeitung vorgesehene Werkzeug zu erfüllen. - In dem dargestellten Beispiel wird die Lageerfassung des Werkstücks
1 über ein HMI11 , z.B. einen Touchscreen gestartet. Zunächst wird hierbei über ein Verfahren der Triangulation mit Hilfe der Kamera2 , der ersten Verarbeitungsmittel3 und einer Lichtquelle12 eine Menge von geometrischen Parametern4 erzeugt. Von der Kamera2 wird hierbei das von der Lichtquelle12 auf das Werkstück1 einfallende und von dort reflektierte Licht gemessen. Sofern der Abstand zwischen der Kamera2 und der Lichtquelle12 bekannt ist und der Einstrahlwinkel des von der Lichtquelle erzeugten Lichtes in Bezug auf das Werkstück1 , können die Koordinaten eines Punktes auf der Oberfläche des Werkstücks1 erfasst werden. Auf diese Art und Weise werden genügend geometrische Parameter4 erzeugt, so dass sich durch Abgleich mit dem geometrischen Modell5 , erste Lageinformationen erzeugen lassen. Anhand dieser Lageinformationen wird nun ein taktiler Sensor10 in eine geeignete Startposition gefahren, von der dieser einen ersten Messpunkt des Werkstücks1 ermitteln kann. Durch die zuvor optisch generierten Lageinformationen kann der taktile Sensor sehr schnell in die geeignete Startposition gefahren werden, ohne dass eine Kollision mit dem Werkstück1 befürchtet werden muss. Auf diese Art und Weise ergibt sich eine signifikante Zeitersparnis gegenüber herkömmlichen rein taktilen Feineinmessungsverfahren, wie sie aus dem Werkzeugmaschinenbau bekannt sind. - Nach der Feineinmessung des Werkstücks
1 durch den taktilen Sensor10 steht anschließend eine Matrix7 zur Verfügung, über die eine numerische Steuerung bzw. die in einem NC Programm definierten Verfahrkoordinaten korrigiert werden können.
Claims (16)
- Vorrichtung zur Bestimmung von Lageinformationen eines Werkstücks (
1 ) mit – einer Kamera (2 ) zur Erfassung zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks (1 ), – ersten Verarbeitungsmitteln (3 ) zur Bestimmung geometrischer Parameter (4 ) des Werkstücks (1 ) auf Basis des von der Kamera (2 ) erfassten Teilbereichs, – einem Speicher für ein Geometriemodell (5 ) des Werkstücks (1 ) und – zweiten Verarbeitungsmitteln (6 ) zur Bestimmung der Lageinformationen des Werkstücks (1 ) durch einen Abgleich der geometrischen Parameter (4 ) mit dem Geometriemodell (5 ), wobei die Lageinformationen für eine Positionsbestimmung des Werkstücks (1 ) in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Verarbeitungsmittel (
3 ) zur Bestimmung der geometrischen Parameter (4 ) des Werkstücks (1 ) mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus vorgesehen sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Vorrichtung eine Lichtquelle (
12 ) zur Beleuchtung des Werkstücks (1 ) aufweist und die ersten Verarbeitungsmittel (3 ) zur Bestimmung der geometrischen Parameter (4 ) des Werkstücks (1 ) mittels eines Triangulationsverfahrens vorgesehen sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die zweiten Verarbeitungsmittel (
6 ) zur Bestimmung der Lageinformationen durch Erkennen von charakteristischen Elementen des Werkstücks (1 ) und deren perspektivischen Verzerrungen gegenüber dem Geometriemodell (5 ) vorgesehen sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweiten Verarbeitungsmittel (
3 ) zur Bestimmung einer Matrix (7 ) vorgesehen sind, die eine Verschiebung und/oder Verdrehung des Werkstücks (1 ) gegenüber einer Bezugsposition beschreibt. - Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Matrix (
7 ) zur Kalibrierung einer numerischen Steuerung (8 ) einer Werkzeugmaschine (9 ) vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung einen insbesondere taktilen Sensor (
10 ) zur Feineinmessung des Werkstücks (1 ) im Anschluss an die Bestimmung der Lageinformationen mit den zweiten Verarbeitungsmitteln (6 ) aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einer Transportvorrichtung zur Führung des Sensors (
10 ) oder des Werkstücks (1 ) in eine basierend auf der Lagebestimmung ermittelten Ausgangsposition für die Feineinmessung. - Werkzeugmaschine (
9 ) mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer numerischen Steuerung (8 ) zur automatischen Bearbeitung eines Werkstücks (1 ) auf Basis der Lageinformationen. - Verfahren zur Bestimmung von Lageinformationen eines Werkstücks (
1 ) mit folgenden Verfahrensschritten: – Erfassen zumindest eines Teilbereiches des Werkstücks (1 ) mit einer Kamera (2 ), – Bestimmen geometrischer Parameter (4 ) des Werkstücks (1 ) auf Basis des von der Kamera (2 ) erfassten Teilbereichs, – Lagebestimmung des Werkstücks (1 ) durch einen Abgleich der geometrischen Parameter (4 ) mit einem in einem Speicher abgelegten Geometriemodell (5 ) des Werkstücks (1 ) und – Positionsbestimmung des Werkstücks (1 ) in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug anhand der Lageinformationen. - Verfahren nach Anspruch 10, wobei die geometrischen Parameter (
4 ) des Werkstücks (1 ) mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus bestimmt werden. - Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die geometrischen Parameter (
4 ) des Werkstücks (1 ) mittels eines Triangulationsverfahrens bestimmt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Lageninformationen durch Erkennen von charakteristischen Elementen des Werkstücks (
1 ) und deren perspektivischen Verzerrungen gegenüber dem Geometriemodell (5 ) bestimmt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei eine Matrix (
7 ) bestimmt wird, die eine Verschiebung und/oder Verdrehung des Werkstücks (1 ) gegenüber einer Bezugsposition beschreibt. - Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Matrix (
7 ) zur Kalibrierung einer numerischen Steuerung (8 ) einer Werkzeugmaschine (9 ) vorgesehen ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei mit einem insbesondere taktilen Sensor (
10 ) eine Feineinmessung des Werkstücks (1 ) im Anschluss an die Bestimmung der Lageinformationen durchgeführt wird.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005022344A DE102005022344B4 (de) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung |
US11/432,243 US7218995B2 (en) | 2005-05-13 | 2006-05-11 | Device and method for workpiece calibration |
CNB2006100827240A CN100462198C (zh) | 2005-05-13 | 2006-05-15 | 工件测量的装置和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102005022344A DE102005022344B4 (de) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102005022344A1 true DE102005022344A1 (de) | 2006-11-23 |
DE102005022344B4 DE102005022344B4 (de) | 2008-06-19 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102005022344A Active DE102005022344B4 (de) | 2005-05-13 | 2005-05-13 | Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7218995B2 (de) |
CN (1) | CN100462198C (de) |
DE (1) | DE102005022344B4 (de) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008005034A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Andreas Maier Gmbh & Co. Kg | Überwachungsvorrichtung |
DE102008007127A1 (de) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Einmessen von Bauteilen |
WO2011050383A3 (de) * | 2009-11-02 | 2011-06-30 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg. | Verfahren zur bestimmung der ausrichtung eines oberen teils eines stückgutstapels |
DE102010002816A1 (de) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Werkzeugmaschine und Verfahren zur Ermittlung der Position eines in eine Werkstückeinspannvorrichtung eingespannten Werkstücks bei einer Werkzeugmaschine |
DE102011002625A1 (de) | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Lage eines Objekts in einer Werkzeugmaschine |
CN104289767A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-21 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种基于图像检测的披锋去除***和方法 |
US10805546B2 (en) | 2017-05-17 | 2020-10-13 | Omron Corporation | Image processing system, image processing device, and image processing program |
DE102019210752A1 (de) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Einrichten einer Werkzeugmaschine und Fertigungssystem |
EP3762173B1 (de) | 2018-03-08 | 2022-03-02 | ArcelorMittal | Verfahren und system zur herstellung eines geschweissten metallrohlings und so hergestellte geschweisster metallrohling und durch pressen verformter metallischer teil |
DE102022134495A1 (de) | 2022-12-22 | 2024-06-27 | "Les Graveurs" Münz- und Medaillengestaltung und Gravuren GmbH | Verfahren und Anlage zur Herstellung einer Kennzeichnung an einem Bauteil |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3905073B2 (ja) * | 2003-10-31 | 2007-04-18 | ファナック株式会社 | アーク溶接ロボット |
DE102006001496B4 (de) * | 2006-01-11 | 2019-02-21 | Siemens Aktiengesellschaft | System und Verfahren zur Bestimmung geometrischer Veränderungen eines Werkstücks |
US8150545B2 (en) * | 2006-07-28 | 2012-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Position-dependent compliance compensation in a machine tool |
JP5022045B2 (ja) * | 2007-01-24 | 2012-09-12 | 富士通株式会社 | 作業位置を特定するためのシステム、作業セル、方法、製品の製造方法、およびマーカ |
DE102009049818A1 (de) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ermittlung der Projektionsgeometrie einer Röntgenanlage |
US8275479B1 (en) * | 2009-10-21 | 2012-09-25 | The Boeing Company | Method and apparatus for deburring splices |
US20110295408A1 (en) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Process for positioning a workpiece |
JP2012053509A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 数値制御工作機械 |
CN102091974B (zh) * | 2010-11-11 | 2012-11-28 | 西安交通大学苏州研究院 | 一种高速车床加工特性在机测量装置的装调方法 |
JP6008487B2 (ja) * | 2011-06-16 | 2016-10-19 | 三菱重工工作機械株式会社 | 工作機械 |
CN102354148B (zh) * | 2011-08-22 | 2014-03-26 | 亿森(上海)模具有限公司 | 一种基于装配的模具干涉检查方法 |
DE102012200404A1 (de) | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Lichtgriffel zur Eingabe von Koordinaten in eine Steuerung |
EP2639012B1 (de) * | 2012-03-15 | 2014-04-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betrieb einer Bearbeitungsmaschine, Projektionsvorrichtung für eine Bearbeitungsmaschine, Computerprogramm, digitales Speichermedium und Bearbeitungsmaschine mit einer solchen Projektionsvorrichtung |
ITTO20120502A1 (it) * | 2012-06-08 | 2013-12-09 | Soilmec Spa | Metodo e sistema per comandare lo spostamento di una torre di una macchina perforatrice, in particolare per la realizzazione di pali |
CN102699733B (zh) * | 2012-06-12 | 2014-06-25 | 大连理工大学 | 自动换刀机械手臂运动轨迹的测量方法和装置 |
US8855404B2 (en) * | 2012-08-27 | 2014-10-07 | The Boeing Company | Methods and systems for inspecting a workpiece |
CN103722449B (zh) * | 2012-10-16 | 2016-06-29 | 西门子股份有限公司 | 工具机加工定位方法及其装置 |
TWI575344B (zh) * | 2012-10-16 | 2017-03-21 | Siemens Ltd Taiwan | Tool processing and positioning method and device |
WO2014059619A1 (en) * | 2012-10-17 | 2014-04-24 | Microsoft Corporation | Object profile for object machining |
JP6043234B2 (ja) | 2013-04-15 | 2016-12-14 | オークマ株式会社 | 数値制御装置 |
JP2014222393A (ja) * | 2013-05-13 | 2014-11-27 | キヤノン株式会社 | 移動体配置決定方法、測定装置、加工装置、およびプログラム |
EP2940926B1 (de) | 2014-04-28 | 2017-01-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Konfiguration eines Kommunikationsgeräts innerhalb eines industriellen Automatisierungssystems und Verteilereinheit für einen Konfigurationsserver eines industriellen Kommunikationsnetzes |
CN105014442B (zh) * | 2015-07-10 | 2017-07-25 | 浙江诸暨东港液压机械有限公司 | 一种空气干燥器阀座斜孔加工智能夹具及装夹方法 |
US10528026B2 (en) * | 2017-03-01 | 2020-01-07 | Delphi Technologies Ip Limited | Apparatus and method for orientation of a partially coated sphere |
JP6412185B2 (ja) * | 2017-03-02 | 2018-10-24 | ファナック株式会社 | 工作機械システム |
CN109015048B (zh) * | 2018-09-13 | 2020-12-18 | 温州通昌机械有限公司 | 具有高精度定位功能的数控机床 |
CN109459980A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-03-12 | 山东中衡光电科技有限公司 | 一种光学镜面加工共融机器人控制***及方法 |
CN113597362B (zh) * | 2019-03-25 | 2024-05-24 | Abb瑞士股份有限公司 | 用于确定机器人坐标系与可移动装置坐标系之间的关系的方法和控制装置 |
CN113843660A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-12-28 | 西华大学 | 基于多线激光扫描的数控机床工件检测方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19705170A1 (de) * | 1997-02-11 | 1998-08-20 | Orga Kartensysteme Gmbh | Taschenfräsanlage für Chipkarten |
DE10208990A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-09-18 | Heller Geb Gmbh Maschf | Verfahren zum Messen und/oder Überwachen von Prozeßschritten beim Bearbeiten von Werkstücken sowie Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5917726A (en) * | 1993-11-18 | 1999-06-29 | Sensor Adaptive Machines, Inc. | Intelligent machining and manufacturing |
JP3394322B2 (ja) * | 1994-05-19 | 2003-04-07 | ファナック株式会社 | 視覚センサを用いた座標系設定方法 |
JPH08243883A (ja) * | 1995-03-08 | 1996-09-24 | Hitachi Ltd | 工具寸法自動測定装置 |
DE19612804A1 (de) * | 1996-04-01 | 1997-10-02 | Komeg Industrietechnik Mes Aut | Gerät zur meßtechnischen Erfassung und Verarbeitung/Anzeige der Geometrie von Werkzeugen |
DE19615246A1 (de) * | 1996-04-18 | 1997-10-23 | Krupp Foerdertechnik Gmbh | Photogrammetrie-Verfahren zur dreidimensionalen Verfolgung von bewegten Objekten |
EP1040393A4 (de) * | 1997-09-04 | 2004-03-10 | Dynalog Inc | Verfahren zum eichen eines robotisierten kontrollsystems |
US6109840A (en) * | 1997-11-18 | 2000-08-29 | Borgotec Technologie Per L'automazione S.P.A. | Method and device for aligning a workpiece on a machine tool table |
US6243621B1 (en) * | 1998-03-13 | 2001-06-05 | Fanuc Robotics North America, Inc. | Method of determining workpiece positions including coordinated motion |
CN1204046A (zh) * | 1998-06-30 | 1999-01-06 | 天津大学 | 一种光学接触式测量方法和使用该方法的微型三维测头 |
US6266436B1 (en) * | 1999-04-09 | 2001-07-24 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Process control using multiple detections |
US6319323B1 (en) * | 1999-01-08 | 2001-11-20 | Fastar, Ltd. | System and method for adjusting a working distance to correspond with the work surface |
JP3566166B2 (ja) * | 2000-02-10 | 2004-09-15 | 株式会社新川 | ツール位置測定方法、オフセット測定方法、基準部材およびボンディング装置 |
US6587752B1 (en) * | 2001-12-25 | 2003-07-01 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Robot operation teaching method and apparatus |
JP2004069511A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Tomohiro Nonaka | 工具の自動測定方法及び装置 |
-
2005
- 2005-05-13 DE DE102005022344A patent/DE102005022344B4/de active Active
-
2006
- 2006-05-11 US US11/432,243 patent/US7218995B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2006-05-15 CN CNB2006100827240A patent/CN100462198C/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19705170A1 (de) * | 1997-02-11 | 1998-08-20 | Orga Kartensysteme Gmbh | Taschenfräsanlage für Chipkarten |
DE10208990A1 (de) * | 2002-02-28 | 2003-09-18 | Heller Geb Gmbh Maschf | Verfahren zum Messen und/oder Überwachen von Prozeßschritten beim Bearbeiten von Werkstücken sowie Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102008005034A1 (de) * | 2008-01-18 | 2009-07-23 | Andreas Maier Gmbh & Co. Kg | Überwachungsvorrichtung |
DE102008007127A1 (de) * | 2008-02-01 | 2009-08-06 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren zum Einmessen von Bauteilen |
AT509024B1 (de) * | 2009-11-02 | 2012-10-15 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh | Verfahren zur bestimmung der ausrichtung eines oberen teils eines stückgutstapels |
WO2011050383A3 (de) * | 2009-11-02 | 2011-06-30 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh & Co. Kg. | Verfahren zur bestimmung der ausrichtung eines oberen teils eines stückgutstapels |
AT509024A3 (de) * | 2009-11-02 | 2012-07-15 | Trumpf Maschinen Austria Gmbh | Verfahren zur bestimmung der ausrichtung eines oberen teils eines stückgutstapels |
DE102010002816A1 (de) * | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Werkzeugmaschine und Verfahren zur Ermittlung der Position eines in eine Werkstückeinspannvorrichtung eingespannten Werkstücks bei einer Werkzeugmaschine |
DE102010002816B4 (de) * | 2010-03-12 | 2014-05-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Werkzeugmaschine und Verfahren zur Ermittlung der Position eines in eine Werkstückeinspannvorrichtung eingespannten Werkstücks bei einer Werkzeugmaschine |
WO2012095199A1 (de) | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Vorrichtung und verfahren zum erfassen der lage eines objekts in einer werkzeugmaschine |
DE102011002625A1 (de) | 2011-01-13 | 2012-07-19 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Erfassen der Lage eines Objekts in einer Werkzeugmaschine |
US9942524B2 (en) | 2011-01-13 | 2018-04-10 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Device and method for detecting the position of an object in a machine tool |
CN104289767A (zh) * | 2014-09-10 | 2015-01-21 | 广州中国科学院先进技术研究所 | 一种基于图像检测的披锋去除***和方法 |
US10805546B2 (en) | 2017-05-17 | 2020-10-13 | Omron Corporation | Image processing system, image processing device, and image processing program |
EP3762173B1 (de) | 2018-03-08 | 2022-03-02 | ArcelorMittal | Verfahren und system zur herstellung eines geschweissten metallrohlings und so hergestellte geschweisster metallrohling und durch pressen verformter metallischer teil |
DE102019210752A1 (de) * | 2019-07-19 | 2021-01-21 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Verfahren zum Einrichten einer Werkzeugmaschine und Fertigungssystem |
DE102022134495A1 (de) | 2022-12-22 | 2024-06-27 | "Les Graveurs" Münz- und Medaillengestaltung und Gravuren GmbH | Verfahren und Anlage zur Herstellung einer Kennzeichnung an einem Bauteil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1861317A (zh) | 2006-11-15 |
CN100462198C (zh) | 2009-02-18 |
US7218995B2 (en) | 2007-05-15 |
DE102005022344B4 (de) | 2008-06-19 |
US20060259180A1 (en) | 2006-11-16 |
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