DE102005022344A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung Download PDF

Info

Publication number
DE102005022344A1
DE102005022344A1 DE102005022344A DE102005022344A DE102005022344A1 DE 102005022344 A1 DE102005022344 A1 DE 102005022344A1 DE 102005022344 A DE102005022344 A DE 102005022344A DE 102005022344 A DE102005022344 A DE 102005022344A DE 102005022344 A1 DE102005022344 A1 DE 102005022344A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
determining
geometric parameters
processing means
camera
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102005022344A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102005022344B4 (de
Inventor
Dirk Jahn
Mirco Vitr
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE102005022344A priority Critical patent/DE102005022344B4/de
Priority to US11/432,243 priority patent/US7218995B2/en
Priority to CNB2006100827240A priority patent/CN100462198C/zh
Publication of DE102005022344A1 publication Critical patent/DE102005022344A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102005022344B4 publication Critical patent/DE102005022344B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/70Determining position or orientation of objects or cameras
    • G06T7/73Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods
    • G06T7/75Determining position or orientation of objects or cameras using feature-based methods involving models

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Numerical Control (AREA)
  • Machine Tool Sensing Apparatuses (AREA)

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.

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,
    wobei die Lageinformationen für eine Positionsbestimmung des Werkstücks in Bezug auf ein zu dessen Bearbeitung vorgesehenes Werkzeug vorgesehen sind.
  • 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 Werkstücks 1. Das Werkstück 1 ist auf einem Werkstücktisch 14 für die Bearbeitung durch ein hier nicht dargestelltes Werkzeug eingespannt. Nachdem ein Werker über eine Steuerung einen Befehl zur visuellen Messung des Werkstücks 1 aktiviert hat, fährt der Werkstücktisch 14 in den Erfassungsbereich einer Kamera 2. Alternativ kann selbstverständlich auch die Kamera 2 mobil ausgeführt werden, so dass diese zur Erfassung des Werkstücks 1 an den Werkstücktisch 14 herangefahren wird.
  • Bei der Kamera 2 handelt es sich beispielsweise um eine CCD oder CMOS Kamera, deren Bilddaten an erste Verarbeitungsmittel 3 übertragen werden. Die ersten Verarbeitungsmittel 3, die insbesondere in Form eines in die Kamera integrierten Mikroprozessors realisiert sind, generieren auf Basis der Bilddaten geometrische Parameter 4, wobei aus der Bildverarbeitung bekannte mathematische Algorithmen Anwendung finden. Beispielsweise beschreiben die geometrischen Parameter eine oder mehrere Kanten des Werkstücks 1.
  • In einem Speicher ist ein vereinfachtes Geometriemodell 5 des Werkstücks 1 abgelegt, das die Außenkonturen des Werkstücks 1 beschreibt. Zweite Verarbeitungsmittel 6 sind in der Lage, durch Abgleich des Geometriemodells 5 und der zuvor bestimmten geometrischen Parameter 4 Lageinformationen, die die Lage des Werkstücks 1 in Bezug auf eine Bezugslage oder Bezugsposition beschreiben, zu ermitteln. Derartige Lageinformationen, die für eine Positionsbestimmung des Werkstücks 1 in Bezug auf ein zu dessen Verarbeitung vorgesehenes Werkzeug angeben, werden in Form einer Matrix 7 gespeichert und stehen für eine anschließende Bearbeitung des Werkstücks 1 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 Verarbeitungsmitteln 3 in Form des in der Kamera integrierten Mikroprozessors ausgeführt sein.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur NC-Steuerung einer Werkzeugmaschine 9. Bei der Werkzeugmaschine handelt es sich beispielsweise um eine NC-gesteuerte Fräsmaschine, bei der aus einem Werkstück 1 ein Bauteil gemäß einem NC-Programm gefertigt wird. Hierzu weist die Werkzeugmaschine 9 eine numerische Steuerung 8 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 Werkstücks 1 in Bezug auf ein zur Bearbeitung vorgesehene Werkzeug bekannt sein. Um dies zu gewährleisten, verfügt die Werkzeugmaschine über eine Vorrichtung zur Lageerfassung des Werkstücks 1. Die Komponenten dieser Vorrichtung und deren Funktionalität entsprechen den bereits unter 1 erläuterten Komponenten und deren Zusammenwirken. Weiterhin sind in 2 dieselben Bezugszeichen für funktionell gleiche Komponenten wie in 1 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 Werkstück 1 auf dem Werkstücktisch 14 ein. Anschließend startet der Werker über die numerische Maschinensteuerung 8 ein NC-Programm, in dem die zur Bearbeitung des Werkstücks 1 notwendigen Verfahrensschritte programmiert sind. Das NC-Programm enthält darüber hinaus ein vereinfachtes Geometriemodell 5 des zu bearbeitenden Werkstücks 1.
  • Der erste Verfahrensschritt, der innerhalb des NC-Programms programmiert ist, beinhaltet die Lageerkennung des Werkstücks 1. Hierzu wird zunächst, wie bereits in 1 beschrieben, mit der Kamera 2 ein Teilbereich des Werkstücks 1 erfasst, und mit Hilfe der ersten Verarbeitungsmittel 3 erste geometrische Parameter 4 erzeugt. Anhand der geometrischen Parameter 4 und dem im NC-Programm abgelegten Geometriemodell 5 des Werkstücks 1 generieren die zweiten Verarbeitungsmittel 6 eine Matrix 7, in der Translations- und Rotationsinformationen des Werkstücks 1 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 Werkstück 1 exakt den gewünschten Werkzeugbewegungen.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren Verfahrens zur Lagebestimmung eines Werkstücks 1. Auch hier werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten der bereits in den 1 und 2 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 HMI 11, z.B. einen Touchscreen gestartet. Zunächst wird hierbei über ein Verfahren der Triangulation mit Hilfe der Kamera 2, der ersten Verarbeitungsmittel 3 und einer Lichtquelle 12 eine Menge von geometrischen Parametern 4 erzeugt. Von der Kamera 2 wird hierbei das von der Lichtquelle 12 auf das Werkstück 1 einfallende und von dort reflektierte Licht gemessen. Sofern der Abstand zwischen der Kamera 2 und der Lichtquelle 12 bekannt ist und der Einstrahlwinkel des von der Lichtquelle erzeugten Lichtes in Bezug auf das Werkstück 1, können die Koordinaten eines Punktes auf der Oberfläche des Werkstücks 1 erfasst werden. Auf diese Art und Weise werden genügend geometrische Parameter 4 erzeugt, so dass sich durch Abgleich mit dem geometrischen Modell 5, erste Lageinformationen erzeugen lassen. Anhand dieser Lageinformationen wird nun ein taktiler Sensor 10 in eine geeignete Startposition gefahren, von der dieser einen ersten Messpunkt des Werkstücks 1 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 Werkstück 1 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 Sensor 10 steht anschließend eine Matrix 7 zur Verfügung, über die eine numerische Steuerung bzw. die in einem NC Programm definierten Verfahrkoordinaten korrigiert werden können.

Claims (16)

  1. 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.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die ersten Verarbeitungsmittel (3) zur Bestimmung der geometrischen Parameter (4) des Werkstücks (1) mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus vorgesehen sind.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Matrix (7) zur Kalibrierung einer numerischen Steuerung (8) einer Werkzeugmaschine (9) vorgesehen ist.
  7. 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.
  8. 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.
  9. 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.
  10. 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.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die geometrischen Parameter (4) des Werkstücks (1) mittels eines Bildverarbeitungsalgorithmus bestimmt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die geometrischen Parameter (4) des Werkstücks (1) mittels eines Triangulationsverfahrens bestimmt werden.
  13. 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.
  14. 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.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Matrix (7) zur Kalibrierung einer numerischen Steuerung (8) einer Werkzeugmaschine (9) vorgesehen ist.
  16. 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.
DE102005022344A 2005-05-13 2005-05-13 Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung Active DE102005022344B4 (de)

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

Family

ID=37310926

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005022344B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Werkstückeinmessung
DE19840801B4 (de) Werkzeugmaschine mit automatischer Prozesssteuerung/Überwachung und Verfahren zum Bearbeiten
DE102016008284B4 (de) Zum erhalten des werkstücknullpunkts ausgebildete werkzeugmaschinensteuerung und werkstücknullpunkt-festlegungsverfahren
EP3426445B1 (de) Achsenkalibrieren einer strahlbearbeitungsmaschine
DE102018102333B4 (de) Laserbearbeitungssystem mit laserbearbeitungskopf und abbildungsvorrichtung
EP3664961A1 (de) Erstellung eines digitalen zwillings in einem bearbeitungszentrum
EP3372338B1 (de) Bearbeitungsvorrichtung für ein dentales werkstück
EP1640101A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines automatischen Bearbeitungsprozesses
DE102007016056A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Werkstückeinmessung und Werkstückbearbeitung
DE102009029061A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitungszustandsprüfung
DE102016225602B3 (de) Verfahren zur Bearbeitung einer Schneidplatte sowie entsprechende Vorrichtung zur Bearbeitung einer Schneidplatte
DE112008002259T5 (de) Kalibrierverfahren für eine Laserbearbeitung durch Ausbilden einer Bezugsmarkierung auf einem Werkstück und Messen des Versatzes dieser Bezugsmarkierung von einem Bezugspunkt
DE102007008699A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Qualitätskontrolle bei Werkzeugmaschinen
DE102017129221A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen an Werkstücken
DE10314199B4 (de) Numerisch gesteuerte Schleifmaschine
WO2023049945A1 (de) Verfahren zum ermitteln einer position eines werkstücks in einem bearbeitungsraum eines laserplotter zum schneiden, gravieren, markieren und/oder beschriften des werkstückes, sowie verfahren zum kalibrieren und laserplotter hierfür
DE102018101407B4 (de) Werkzeugmaschine und Verfahren zur Vorbereitung einer Bearbeitung eines spanabtragenden Rotationswerkzeugs
DE602004007021T2 (de) Verfahren zum kalibrieren einer brillenlinsendurchdringungsmaschine, einrichtung zur implementierung eines solchen verfahrens und eine solche einrichtung umfassende brillenlinsenbearbeitungs-vorrichtung
DE102006001496B4 (de) System und Verfahren zur Bestimmung geometrischer Veränderungen eines Werkstücks
EP1570234A2 (de) Verfahren zum scannenden messen einer kontur eines werkstücks
DE102016119794A1 (de) Bild-basierte technologiewahl beim laserschweissen
EP1597537B1 (de) Verfahren zur qualitätskontrolle von zweidimensionalen matrix-codes an metallischen werkstücken mit einem bildveratrbeitungsgerät
DE112015006181B4 (de) Ladungsträgerstrahlvorrichtung, Ausrichtungsverfahren für die Ladungsträgerstrahlvorrichtung, Ausrichtungsprogramm und Speichermedium
DE102009039540A1 (de) Bearbeitungsverfahren
DE102011052586B4 (de) Prägekopf mit Positionierungshilfe

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition