DE102005026022A1 - Koordinatenmessgerät sowie Verfahren zum Messen eines Objektes mit einem Koordinatenmessgerät - Google Patents

Koordinatenmessgerät sowie Verfahren zum Messen eines Objektes mit einem Koordinatenmessgerät Download PDF

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät (10) mit zumindest einem ein zu messendes Objekt (16) berührungslos antastenden optischen Sensor (32). Um hochpräzise kleine Dimensionen und Neigungen des Objekts messen zu können, wird vorgeschlagen, dass Austrittswinkel und/oder Winkelposition und/oder Länge des Messstrahlengangs des optischen Sensors (32) zur Erfassung gewünschter Strukturen des Objektes (16) anpassbar ist und dass die Messergebnisse für die unterschiedlichen Austrittswinkel und/oder Winkelpositionen und/oder Längen durch aufeinander Einmessen der optischen Sensoren in Bezug auf die unterschiedlichen Austrittswinkel und/oder Winkelpositionen und/oder Längen in einem einheitlichen Koordinatensystem zur Verfügung stellbar sind.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät umfassend ein in zumindest zwei Koordinatenachsrichtungen bewegbares maschinengesteuertes Tastsystem mit einem ein zu messendes Objekt berührungslos antastenden optischen Sensor. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Messen eines Objektes mittels eines Koordinatenmessgerätes mit einem Tastsystem, das in zumindest zwei Koordinatenachsrichtungen maschinengesteuert bewegt wird und das Objekt berührungslos antastend optisch misst.
  • Koordinatenmessgeräte dienen zum Messen geometrischer Merkmale von Werkstücken wie Länge, Durchmesser, Winkel, Winkligkeit und Parallelität. Fast alle Geräteformen basieren auf kartesisch angeordneten Koordinatenachsen mit linearen Maßstäben. Messschlitten in den Achsen werden dabei entweder manuell oder durch einen Motor bewegt. An einer der Achsen, meist an der senkrechten Z-Achse (Pinole), ist ein Sensor zum Aufnehmen von Messpunkten angebracht. Im Falle eines taktilen Sensors werden bei jeder Berührung des Tasters mit dem Objekt die Position der drei Messschlitten ausgelesen und daraus die Punktkoordinaten auf der Oberfläche des Messobjekts ermittelt. Optoelektronische Sensoren wie z. B. Bildverarbeitungssensoren verfügen üblicherweise über einen eigenen meist zweidimensionalen Messbereich. Mit solchen Sensoren ist es möglich, mehrere Punkte eines Objektmerkmals ohne Bewegung in den Koordinatenachsen gleichzeitig zu messen. Auch sind Multisensorkoordinatenmessgeräte bekannt, die es ermöglichen, mit mehr als einem Sensor ein Objekt zu messen. Als Sensoren kommen grundsätzlich optische, taktile und optotaktile Sensoren in Frage (DE.Z. Christoph, Ralf et. al: Multisensor-Koordinatenmesstechnik, Die Bibliothek der Technik, Band 248).
  • Aus dem Stand der Technik sind Multisensorkoordinatenmessgeräte bekannt, die einen Videotaster und einen Lasertaster, die beide auf einem gemeinsamen Strahlengang zur Erfassung eines gleichen Messpunktes auf dem Werkstück eingerichtet sind, sowie einen taktil arbeitenden Sensor umfassen (DE-C-38 06 686).
    •
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Koordinatenmessgerät sowie ein Verfahren zum Messen eines Objektes der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass ein Einsatz für vielfältige Messaufgaben möglich ist, wobei hochpräzise auch kleine Dimensionen gemessen werden sollen. Dabei sollen die Messungen schnell und genau durchführbar sein.
  • Zur Lösung des Problems sieht die Erfindung im Wesentlichen vor, dass der optische Sensor ein nach dem Funktionsprinzip eines Interferometers arbeitender punktförmig wirkender Abstandssensor ist.
  • Erfindungsgemäß wird in ein Koordinatenmessgerät ein optischer Sensor integriert, bei dem durch interferometrische Auswertung von dem Objekt reflektierte Strahlung ausgewertet wird. Dabei wird insbesondere teilkohärentes Licht verwendet.
  • Neben dem nach dem Funktionsprinzip eines Interferometers arbeitenden Sensors – kurz Interferometer-Sensor genannt – können in dem Koordinatenmessgerät weitere Sensoren der Koordinatemesstechnik wie berührende Sensoren und/oder Bildverarbeitung und/oder Laser und/oder taktil-optischer Fasertaster und/oder messender Taster und/oder schaltender Taster und/oder Laserabstandssensor integriert werden. Dabei können die in das Koordinatenmessgerät eingebundenen Sensoren in ihren Positionen aufeinander eingemessen werden und die Messergebnisse in einem einheitlichen Koordinatensystem zur Verfügung gestellt werden.
  • Um eine optimale Anpassung an die Messaufgaben zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass der Interferometer-Sensor auswechselbar gestaltete Lichtleiter aufweist, über die der optische Strahl zum Messort geführt wird. Der optische Leiter kann auch als Messleiter oder Messnadel bezeichnet werden. Dabei können die Austrittswinkel des Sensorstrahlengangs aus den Messleitern unterschiedlich gestaltet werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Austrittswinkel der Messleiter derart gestaltet sind, dass unter Berücksichtigung der Aperturwinkeln der Sensoren in Frage kommende Oberflächenneigungen der Messobjekte im Bereich von 0° bis 90° oder 0° bis 180° erfasst werden.
  • Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass die Messleiter um die Messleiterachse rotierbar angeordnet werden.
  • Die physikalisch wirksame Rotationsachse der Messnadel wird durch Einmessen des Sensors an einem kalibrierten Normal bestimmt und beim Einsatz des Sensors sodann korrigierend berücksichtigt. Als Einmessnormal können kalibrierte Ringe und/oder kalibrierte Kugeln zum Einsatz gelangen.
  • Die Absolutposition der Sensorkennlinie innerhalb des Koordinatenmessgerätes wird bevorzugterweise für jede Winkelstellung durch Messung der Position eines kalibrierten Normals eingemessen.
  • Für ausgewählte Winkelstellungen wird die Absolutposition der Sensorkennlinie bestimmt, um beim späteren Messen für dazwischen liegende Winkelpositionen die Sensorkennlinien-Position durch Interpolation zu ermitteln.
  • Der Interferometer-Sensor wird bevorzugterweise über ein Dreh- oder Drehschwenkgelenk mit dem Koordinatenmessgerät verbunden, wobei der Schwenkpunkt des Dreh- oder Drehschwenkgelenks nahe am Antastpunkt des Sensors oder im Antastpunkt des Sensors selbst angeordnet werden sollte.
  • Systematische Messfehler, die in ihrer Größe von der Winkelneigung zwischen Sensor-Messachse (optische Achse) und Materialoberfläche abhängig sind, werden dadurch korrigiert, dass die Abweichung zuvor durch Messung eines Normals im Koordinatenmessgerät bei Bestimmung der Abweichung gespeichert wird, um anschließend beim Messen von Werkstücken mit dem Sensor korrigierend berücksichtigt zu werden. Neigungswinkelab hängige Fehler können durch Messen eines Kugelnormals erfasst werden. Alternativ können Messungen an geneigten Ebenen erfolgen. Auch besteht die Möglichkeit, neigungsabhängige Fehler durch Verkippen einer Messfläche mit einer im Koordinatenmessgerät integrierten Dreh- oder Drehsschwenkachse zu messen.
  • Als Kalibriernormal kommt auch ein polygonförmiges Objekt mit zugehöriger Kalibrierung in Frage.
  • Die Messleiter sind bevorzugterweise über eine Wechselschnittstelle auswechselbar ausgebildet. Dabei können auswechselbare Messleiter über ein Tasterwechselmagazin eines Koordinatenmessgerätes ein- und ausgewechselt werden. Dabei kann die mechanische Schnittstelle des Tasterwechselmagazins anderer verwendeter Sensoren, insbesondere taktiler Sensoren entsprechen, so dass insoweit eine Kompatibilität gegeben ist.
  • Mit verschiedenen Messleitern eingesetzte, mit verschiedenen Winkeln gemessene Punkte im Koordinatenmessgerät werden zu einer Gesamtkontur zusammengeführt, wobei die eingemessenen Positionen des Sensors im Koordinatenmessgerät berücksichtigt werden.
  • Ferner besteht die Möglichkeit, die Konturen durch Messpunkte zu ergänzen, die mit anderen Sensoren des Koordinatenmessgerätes erfasst werden. Mit anderen Worten kann die Gesamtkontur aus Messpunkten ermittelt werden, die von unterschiedlichen Sensoren ermittelt werden.
  • In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mit dem interferometrischen Sensor im Koordinatenmessgerät Konturen nach dem Scanning-Prinzip erfasst werden, indem ein oder mehrere Koordinatenachsen des Koordinatenmessgerätes der durch den Sensor detektierten Auslenkung nachgeregelt werden, so dass sich der angetastete Materialoberflächenpunkt in etwa in der Mitte der Sensorkennlinie befindet.
  • Es besteht auch die Möglichkeit, dass mit verschiedenen Messleitern Teilkonturen gescannt werden, die sodann zu einer Gesamtkontur zusammengefügt werden.
  • Des Weiteren kann der gesamte Interferometer-Sensor über eine Sensorwechselschnittstelle gegen andere Sensoren wie taktile Sensoren oder Bildverarbeitungssensoren ausgewechselt werden. Beim Scanning mit dem Interferometer-Sensor kann eine Bewegung in einer zusätzlichen Zustellachse gleichzeitig während des Scanning-Betriebs ausgeführt werden und mit einer weiteren Zustellachse gleichzeitig tangential oder annähernd tangential zur Materialoberfläche bewegt werden, um mehrdimensionale Konturen auf der Materialoberfläche zu scannen. Dabei kann die Zustellbewegung mäanderförmig erfolgen. Andere Verfahrwege wie Schraubenlinie und/oder Spirallinie sind gleichfalls möglich.
  • Die Kennlinie des Interferometer-Sensors für verschiedene Werkstückoberflächenarten wird mit den Achsen des Koordinatenmessgerätes eingemessen, wobei die Messwerte bestimmten Verfahrpositionen der Koordinatenachsen zugeordnet werden.
  • Die Einstellparameter für den Scanning-Betrieb des Koordinatenmessgerätes werden für verschiedene Werkstückoberflächen abgespeichert und beim Scanning eingesetzt.
  • Die Auswahl der geeigneten Regelparameter für die Scanning-Steuerung wird aus dem Ergebnis des Einmessvorganges der Kennlinie des Sensors an der konkreten Materialoberfläche abgeleitet.
  • Zusätzlich zu den Messpunkten, die mit dem Interferometer-Sensor gemessen werden, können Punkte mit einem anderen z. B. taktilen oder Bildverarbeitungssensor gemessen werden, um sodann die mit dem Interferometer-Sensor gemessene Punktwolke durch die mit dem anderen Sensor gemessenen Punkte geometrisch zu korrigieren.
  • Die Sensoren können unabhängig voneinander und/oder entlang verschiedener Achsen verstellt werden.
  • Zum Vermessen kann das Messobjekt durch Dreh- oder Dreh-Schwenkachsen während der Messung zu dem Interferometer-Sensor herumgedreht oder geschwenkt werden, um eine optimale Ausrichtung des optischen Strahls zu erzielen.
  • Insbesondere wird das Messobjekt über eine Dreh- oder Dreh-Schwenkachse während des Scanning-Vorgangs mit dem Interferometer-Sensor automatisch in eine optimale Winkellage für den Scanning-Betrieb eingeschwenkt oder gedreht, wobei typischerweise Messpunktnormale und optische Achse des Messstrahls parallel zueinander verlaufen.
  • Der Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjektes sollte eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und dem Sensorstrahlengang sein. Auch kann der Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjekts eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und der optischen Messachse sein. Dabei kann die Richtung der Scanning-Linie durch Ausgleichsrechnung aus zwei oder mehreren Messpunkten erfolgen.
  • Um insbesondere eine optimale Ausrichtung des Interferometer-Sensors bzw. dessen Mess- oder Lichtleiter und damit die optische Achse des Messstrahls zum Objekt bzw. zu messenden Bereich wie Rohr, Loch etc. zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass bei der Messung im Zusammenspiel zwischen Sensor und Koordinatenmessgerät Konturlinien am zu messenden Merkmal in zumindest zwei unterschiedlichen Höhen gemessen werden und hieraus die Sollvorgabe für einen durch Dreh- oder Drehschwenkachse ausgeführtes Senkrechtstellen des Messobjektmerkmals zum Sensorstrahlengang und/oder parallel zur Messleiterachse abgeleitet wird.
  • Befindet sich auf dem zu messenden Werkstück eine Verschmutzung wie Ö1, Wasser oder ähnliche Stoffe ist vorgesehen, dass bei der Messung mit dem Interferometer-Sensor entsprechende Verschmutzungen dadurch aus dem Messergebnis ausgeblendet werden, dass bei der Messung von mehr als einer Schicht mit dem Interferometer-Sensor jeweils die vom Sensor am weitesten entfernt liegende Schicht zur Messung berücksichtigt wird.
  • Ein Verfahren zum Messen eines Objekts mittels eines Koordinatenmessgerätes unter Verwendung eines in zumindest zwei Koordinatenachsrichtungen vorzugsweise automatisch bewegbaren Tastsystems mit einem ein zu messendes Objekt berührungslos antastenden optischen Sensor zeichnet sich dadurch aus, dass als Sensor ein punktförmig wirkender Abstandssensor nach dem Funktionsprinzip eines Interferometers in das Koordinatenmess gerät integriert wird. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der nach dem Funktionsprinzip des Interferometers arbeitende optische Sensor (Interferometer-Sensor) unter Verwendung von teilkohärentem Licht eingesetzt wird.
  • Insbesondere sieht die Erfindung vor, dass neben dem Interferometer-Sensor weitere Sensoren der Koordinatenmesstechnik, wie berührende Sensoren und/oder Bildverarbeitung und/oder Laser und/oder taktil-optischer Fasertaster und/oder messende Taster und/oder schaltende Taster und/oder Laserabstandssensoren in das Koordinatenmessgerät integriert werden.
  • Losgelöst hiervon sollten die Sensoren unabhängig voneinander und/oder entlang verschiedener Achsen verstellt werden.
  • Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispiels.
    •
  • In der einzigen Figur ist rein prinzipiell ein Koordinatenmessgerät 10 mit z. B. aus Granit bestehendem Grundrahmen 12 mit Messtisch 14 dargestellt, auf dem ein Werkstück 16 angeordnet ist, das zu messen ist.
  • Entlang dem Grundrahmen 12 ist ein Portal 18 in Y-Richtung des Koordinatensystems des Koordinatenmessgerätes 10 verstellbar. Hierzu sind Säulen oder Ständer 20, 22 gleitend auf dem Grundrahmen 12 abgestützt. Von den Säulen 20, 22 geht eine Traverse 24 aus, entlang der, also gemäß der Zeichnung in X-Richtung ein Schlitten 26 verstellbar ist, der seinerseits eine Pinole oder Säule 28 aufnimmt, die in Z-Richtung verstellbar ist.
  • Die Pinole oder Säule 28 weist im Ausführungsbeispiel zwei Sensoren, und zwar einen Abstandssensor 30 sowie einen Sensor 32 auf, der nach dem Funktionsprinzip eines Inter ferometers arbeitet. Dieser Interferometer-Sensor 32 ist über ein Dreh-Schwenkgelenk 34 mit der Pinole 28 verbunden. Von dem Dreh-Schwenkgelenk geht ein Gehäuse 36 mit innerhalb von diesem verlaufendem Mess- oder Lichtleiter 38 aus, über den die insbesondere teilkohärente Strahlung zum berührungslosen Antasten des Objekts 16 auf dieses abgebildet wird, um sodann aufgrund der in den Lichtleiter 38 zurückreflektierten Strahlung nach dem interferometrischen Prinzip das Werkstück 16 zu messen. Der Interferometer-Sensor 32 bzw. das den Lichtleiter 38 aufnehmende Gehäuse 36 kann über eine Wechselschnittstelle ausgetauscht werden, um in gewünschtem Umfang andere Messleiter bzw. andere Sensoren wie taktile Sensoren einzusetzen.
  • Ist in der Darstellung der Lichtleiter 38 geradlinig ausgebildet, so kann dieser endseitig auch abgewinkelt sein. Auch können im Austritt des Leichtleiters 38 den optischen Strahl ablenkende Elemente wie Spiegel oder Prismen vorgesehen sein, um gewünschte Austrittsstrahlrichtungen zu erzielen, die bevorzugterweise entlang der Normalen verlaufen, die die zu messenden Punkte im Werkstück durchsetzen.

Claims (80)

  1. Koordinatenmessgerät umfassend ein in zumindest zwei Koordinatenachsenrichtungen insbesondere automatisch bewegbares wie maschinengesteuertes Tastsystem mit einem ein zu messendes Objekt (16) berührungslos antastenden optischen Sensor (32), dadurch gekennzeichnet, dass als optischer Sensor (32) ein nach dem Funktionsprinzip eines Interferometers arbeitender punktförmig wirkender Abstandssensor (Interferometer-Sensor) integriert ist.
  2. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Interferometer-Sensor (32) weitere Sensoren der Koordinatenmesstechnik wie berührende Sensoren und/oder Bildverarbeitung (30) und/oder Laser und/oder taktil-optische Fasertaster und/oder messende Taster und/oder schaltende Taster und/oder Laserabstandssensoren integriert sind.
  3. Koordinatenmessgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Koordinatenmessgerät (10) eingebundene Sensoren (30, 32) in ihren Positionen aufeinander eingemessen sind und die Messergebnisse in einem einheitlichen Koordinatensystem zur Verfügung stellbar sind.
  4. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Austrittswinkel des Messstrahlengangs aus den Messleitern (38) unterschiedlich gestaltet sind.
  5. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittswinkel der Messleiter (38) so gestaltet sind, dass unter Berücksichtigung der Aperturwinkel der bzw. des Interferometer-Sensors (32) alle möglichen Oberflächenneigungen des Objekts (16) im Bereich von 0° bis 90° oder 0° bis 180° erfassbar sind.
  6. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messleiter (38) um dessen optische Achse rotierbar angeordnet sind.
  7. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass physikalisch wirksame Rotationsachse des Messleiters (38) durch Einmessen des Interferometer-Sensors (32) an einem kalibrierten Normal bestimmbar und beim Einsatz des Interferometer-Sensors sodann korrigierend berücksichtigbar ist.
  8. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Einmessnormal ein oder mehrere kalibrierte Ringe und/oder ein oder mehrere kalibrierte Kugeln einsetzbar sind.
  9. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Absolut-Position der Kennlinie des Interferometer-Sensors (32) innerhalb des Koordinatenmessgeräts (10) für jede Winkelstellung durch Messung der Position eines kalibrierten Normals einmessbar ist.
  10. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für ausgewählte Winkelstellungen die Absolutposition der Kennlinie des Interferometer-Sensors (32) bestimmbar und bei späterer Messung für dazwischen liegende Winkelpositionen die Sensor-Kennlinien-Position durch Interpolation ermittelbar ist.
  11. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferometer-Sensor (32) über ein Dreh- oder Drehschwenkgelenk (34) am Koordinatenmessgerät (10) angeordnet ist.
  12. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkpunkt des Dreh- und/oder Drehschwenkgelenks (34) nahe am Antastpunkt des Interferometer-Sensors (32) oder im Antastpunkt des Interferometer-Sensors selbst angeordnet ist.
  13. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in ihrer Größe von der Winkelneigung zwischen Sensor-Messachse (optische Achse) und Materialoberfläche abhängige systematische Messfehler dadurch korrigierbar sind, dass die Abweichungen zuvor durch Messung eines Normals im Koordinatenmessgerät (10) und ermittelte Abweichung speicherbar ist, um sodann beim Messen des Werkstücks (16) mit dem Interferometer-Sensor (32) korrigierend zu berücksichtigen.
  14. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neigungswinkelabhängige Fehler durch Messung eines Kugelnormals erfassbar sind.
  15. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neigungsabhängige Fehler durch Messung geneigter Ebenen erfassbar sind.
  16. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neigungsabhängige Fehler durch Verkippen einer Messfläche mit einer im Koordinatenmessgerät (10) integrierten Dreh- und/oder Drehschwenkachse (34) messbar sind.
  17. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kalibriernormal ein polygonförmiges Objekt mit zugehöriger Kalibrierung verwendbar ist.
  18. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messleiter (38) bzw. ein diesen aufnehmendes Gehäuse (36) auswechselbar ausführbar ist.
  19. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auswechselbaren Messleiter (38) bzw. Gehäuse (36) über ein Tasterwechselmagazin des Koordinatenmessgerätes (10) ein- und auswechselbar sind.
  20. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mechanische Schnittstelle des Tasterwechselmagazins des Interferometer-Sensors (32) anderer verwendeter Sensoren, insbesondere taktiler Sensoren entspricht.
  21. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit verschiedenen Messleitern (38) und/oder mit verschiedenen Messstrahlwinkeln gemessene Punkte im Koordinatenmessgerät (10) zu einer Gesamtkontur zusammenfügbar sind, wobei eingemessene Positionen des Interferometer-Sensors (32) im Koordinatenmessgerät (10) berücksichtigbar sind.
  22. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Werkstücks (16) durch Messpunkte, die mit anderen Sensoren des Koordinatenmessgerätes erfassbar sind, ergänzbar sind.
  23. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Interferometer-Sensor (32) im Koordinatenmessgerät (10) Konturen nach dem Scanning-Prinzip erfassbar sind, in dem eine oder mehrere Koordinatenachsen des Koordinatenmessgerätes der durch den Sensor detektierten Auslenkung nachgeregelt werden, so dass sich der angetastete Materialoberflächenpunkt in etwa in der Mitte der Sensorkennline befindet.
  24. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit verschiedenen Messleitern (38) Teilkonturen gescannt werden, die sodann zu einer Gesamtkontur zusammenfügbar sind.
  25. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferometer-Sensor (32) über eine Sensor-Wechselschnittstelle gegen andere Sensoren wie taktile Sensoren oder Bildverarbeitungssensoren auswechselbar sind.
  26. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Scanning mit dem Interferometer-Sensor (32) eine Bewegung in einer zusätzlichen Zustellachse gleichzeitig während des Scanning-Betriebs ausführbar und mit einer weiteren Zustellachse gleichzeitig tangential oder annähernd tangential zur Materialoberfläche bewegbar ist, um mehrdimensionale Konturen auf der Materialoberfläche zu scannen.
  27. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellbewegung mäanderförmig ausführbar ist.
  28. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellbewegung entsprechend einer Schraubenlinie und/oder Spirallinie durchführbar ist.
  29. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des Interferometer-Senors (32) für verschiedene Werkstückoberflächenarten mit den Achsen des Koordinatenmessgerätes (10) einmessbar ist, wobei Messwerte bestimmten Verfahrpositionen der Koordinatenachsen (X Y, Z) zuordbar sind.
  30. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellparameter für den Scanning-Betrieb des Koordinatenmessgerätes (10) für verschiedene Oberflächen abspeicherbar sind und beim Scanning zum Einsatzgelangen.
  31. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Auswahl der geeigneten Regelparameter für die Scanning-Steuerung aus dem Ergebnis des Einmessvorgangs der Kennlinie des Interferometer-Sensors (32) und der konkreten Materialoberfläche ableitbar ist.
  32. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu mit dem Interferometer-Sensor (32) gemessenen Messpunkten Punkte mit einem anderen z.B. taktilen oder Bildverarbeitungssensor gemessene Punkte messbar sind und die mit dem Interferometer-Sensor gemessene Punktwolke durch die mit den anderen Sensoren gemessene Punkte geometrisch korrigierbar sind.
  33. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (16) durch Dreh- und/oder Dreh-/Schwenkachsen während der Messung um den Interferometer-Sensor (32) herum drehbar oder schwenkbar ist.
  34. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt (16) über eine Dreh- und/oder Dreh-/Schwenkachse während des Scanning-Vorgangs mit dem Interferometer-Sensor (32) automatisch in eine optimale Winkellage für den Scanning-Betrieb einschwenkbar oder drehbar ist.
  35. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjekts (16) eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und dem Sensorstrahlengang ist.
  36. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjekts eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und der Lichtleiterachse ist.
  37. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Scanning-Linie durch Ausgleichsrechnung aus zwei oder mehreren Messpunkten erfolgt.
  38. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung im Zusammenspiel zwischen dem Interferometer-Sensor (32) und dem Koordinatenmessgerät (10) Konturlinien am zu messenden Merkmal in zumindest zwei unterschiedlichen Höhen messbar sind und hieraus die Sollvorgabe für ein durch Dreh- und/oder Dreh-/Schwenkachse ausgeführtes Senkrechtstellen des Messobjektmerkmals zum Sensorstrahlengang und/oder parallel zur Lichtleiterachse ableitbar ist.
  39. Koordinatenmessgerät nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung mit dem Interferometer-Sensor (32) im Koordinatenmessgerät (10) auf dem Werkstück (16) vorhandene Verschmutzungen wie Öl, Wasser oder ähnliche Stoffe dadurch aus dem Messergebnisse ausblendbar sind, dass bei der Messung von mehr als einer Schicht mit dem Interferometer-Sensor jeweils die vom Interferometer-Sensor am weitesten entfernt liegende Schicht zur Messung heranziehbar ist.
  40. Verfahren zum Messen eines Objekts mittels eines Koordinatenmessgerätes unter Verwendung eines in zumindest zwei Koordinatenachsrichtungen vorzugsweise automatisch bewegbaren Tastsystems mit einem ein zu messendes Objekt berührungslos antastenden optischen Sensor, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein punktförmig wirkender Abstandssensor nach dem Funktionsprinzip eines Interferometers in das Koordinatenmessgerät integriert wird.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass der nach dem Funktionsprinzip des Interferometers arbeitenden optische Sensors (Interferometer-Sensor) unter Verwendung von teilkohärentem Licht eingesetzt wird.
  42. Verfahren nach Anspruch 40 und 41, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Interferometer-Sensor weitere Sensoren der Koordinatenmesstechnik, wie berührende Sensoren und/oder Bildverarbeitung und/oder Laser und/oder taktil-optischer Fasertaster und/oder messende Taster und/oder schaltende Taster und/oder Laserabstandssensoren in das Koordinatenmessgerät integriert werden.
  43. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Koordinatenmessgerät eingebundenen Sensoren in ihren Positionen aufeinander eingemessen sind und die Messergebnisse in einem einheitlichen Koordinatensystem zur Verfügung gestellt werden.
  44. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass Messnadeln (Strahlungsleiter) zur Führung des Sensorstrahls zum Messort eingesetzt werden, die auswechselbar gestaltet sind.
  45. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittswinkel des Sensorstrahlengangs aus den Messnadeln unterschiedlich gestaltet werden.
  46. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittswinkel der Messnadeln so gestaltet sind, dass unter Berücksichtigung der Aperturwinkeln der Sensoren alle möglichen Oberflächenneigungen der Messobjekte im Bereich von 0° bis 90° oder 0° bis 180° erfasst werden.
  47. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Messnadeln um die Nadelachse rotierbar angeordnet werden.
  48. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die physikalisch wirksame Rotationsachse der Messnadel durch Einmessen des Sensors an einem kalibrierten Normal bestimmt und beim Einsatz des Sensors später korrigierend berücksichtig wird.
  49. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 48, dadurch gekennzeichnet, dass als Einmessnormal kalibrierte Ringe und/oder kalibrierte Kugeln zum Einsatz kommen.
  50. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Absolut-Position der Sensor-Kennlinie innerhalb des Koordinatenmessgeräts für jede Winkelstellung durch Messung der Position eines kalibrierten Normals eingemessen wird.
  51. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 50, dadurch gekennzeichnet, dass für ausgewählte Winkelstellungen die Absolut-Position der Sensor-Kennlinie bestimmt wird und beim späteren Messen für dazwischen liegende Winkelpositionen die Sensorkennlinien-Position durch Interpolation ermittelt wird.
  52. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 51, dadurch gekennzeichnet, dass der Interferometer-Punktsensor über ein Dreh- oder Drehschwenkgelenk am Koordinatenmessgerät angeordnet wird.
  53. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 52, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkpunkt des Dreh- oder Drehschwenkgelenks nah am Antastpunkt des Sensors oder im Antastpunkt des Sensors selbst angeordnet wird.
  54. Verfahren nach einem Ansprüche 40 bis 53, dadurch gekennzeichnet, dass systematische Messfehler, die in ihrer Größe von der Winkelneigung zwischen Sensor-Messachse (optischer Achse) und Materialoberfläche abhängig sind, korrigiert werden, indem die Abweichung vorher durch Messung eines Normals im Koordinatenmessgerät und hier bei Bestimmung der Abweichung gespeichert wird und dann beim Messen von Werkstücken mit dem Sensor korrigierend Berücksichtung findet.
  55. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 54, dadurch gekennzeichnet, dass die neigungswinkelabhängigen Fehler durch Messung eines Kugelnormals erfasst werden.
  56. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die neigungsabhängigen Fehler durch Messung geneigter Ebenen erfasst werden.
  57. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 56, dadurch gekennzeichnet, dass die neigungsabhängigen Fehler durch Verkippen einer Messfläche mit einer im Koordinatenmessgerät integrierten Dreh- oder Drehschwenkachse gemessen werden.
  58. Verfahren nach einem Ansprüche 40 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass als Kalibiernormal ein polygonförmiges Objekt mit zugehöriger Kalibrierung Verwendung findet.
  59. Verfahren nach einem Ansprüche 40 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Messnadeln über eine Wechselschnittstelle ausgewechselt werden.
  60. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 59, dadurch gekennzeichnet, dass die auswechselbaren Messnadeln über ein Tasterwechselmagazin eines Koordinatenmessgeräts ein- und ausgewechselt werden.
  61. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Schnittstelle des Tasterwechselmagazins der der anderen verwendeten Sensoren, insbesondere taktilen Sensoren, entspricht.
  62. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass die mit verschiedenen Messnadeln eingesetzten, mit verschiedenem Winkel gemessen Punkte im Koordinatenmessgerät zu einer Gesamtkontur zusammengefügt werden, wobei hierbei die eingemessenen Positionen des Sensors im Koordinatenmessgerät berücksichtigt werden.
  63. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturen durch Messpunkte, die mit anderen Sensoren des Koordinatenmessgeräts erfasst wurden, ergänzt werden.
  64. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 63, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Interferometer-Sensor im Koordinatenmessgerät Konturen nach dem Scanning-Prinzip erfasst werden, indem eine oder mehrere Koordinatenachsen des Koordinatenmessgeräts der durch den Sensor detektierten Auslenkung nachgeregelt werden, so dass sich der angetastete Materialoberflächenpunkt ca. in der Mitte der Sensorkennlinie befindet.
  65. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 64, dadurch gekennzeichnet, dass mit verschiedenen Messnadeln Teilkonturen gescannt werden, die dann zu einer Gesamtkontur zusammengefügt werden.
  66. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 65, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Interferometer-Sensor über eine Sensor-Wechselschnittstelle gegen andere Sensoren, wie taktile Sensoren oder Bildverarbeitungssensoren, auswechselbar ausgeführt wird.
  67. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass beim Scanning mit dem Interferometer-Sensor eine Bewegung in einer zusätzlichen Zustellachse gleichzeitig während des Scanning-Betriebs ausgeführt wird und mit einer weiteren Zustellachse gleichzeitig tangential oder annähernd tangential zur Materialoberfläche bewegt wird, um mehrdimensionale Konturen auf der Materialoberfläche zu scannen.
  68. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 67, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellbewegung mäanderförmig ausgeführt wird.
  69. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustellbewegung entsprechend einer Schraubenlinie und/oder Spirallinie durchgeführt wird.
  70. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 69, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie des Interferometer-Sensors für verschiedene Werkstückoberflächenarten mit den Achsen des Koordinatenmessgeräts eingemessen wird, wobei hier die Messwerte bestimmten Verfahrpositionen der Koordinatenachsen zugeordnet werden.
  71. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 70, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellparameter für den Scanning-Betrieb des Koordinatenmessgeräts für verschiedene Werkstückoberflächen abgespeichert werden und beim Scanning zum Einsatz kommen.
  72. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 71, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl der geeigneten Regelparameter für die Scanning-Steuerung aus dem Ergebnis des Einmessvorgangs der Kennlinie des Interferometer-Sensors an der konkreten Materialoberfläche abgeleitet werden.
  73. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den Messpunkten die mit dem Interferometer-Sensor gemessen werden, Punkte mit einem anderen, zum Beispiel taktilen oder Bildverarbeitungs-Sensor gemessen und die mit dem Interferometer-Sensor gemessene Punktwolke durch die mit den anderen Sensoren gemessenen Punkte geometrisch korrigiert werden.
  74. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 73, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt durch Dreh- oder Dreh-/Schwenkachsen während der Messung um den Interferometer-Sensor herum gedreht oder geschwenkt wird.
  75. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 74, dadurch gekennzeichnet, dass das Messobjekt über eine Dreh- oder Dreh-/Schwenkachse während des Scanning-Vorgangs mit dem Interferometer-Sensor automatisch in eine optimale Winkellage für den Scanning-Betrieb eingeschwenkt oder gedreht wird.
  76. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 75, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjekts eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und dem Sensorstrahlengang ist.
  77. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 76, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert für das Eindrehen oder Einschwenken des Messobjekts eine 90°-Stellung zwischen der aus benachbarten Messpunkten gebildeten Scanning-Linie und der Nadelachse ist.
  78. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 77, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der Scanning-Linie durch Ausgleichsrechnung aus zwei oder mehreren Messpunkten erfolgt.
  79. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 78, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung im Zusammenspiel zwischen dem Interferometer-Sensor und dem Koordinatenmessgerät Konturlinien am zu messenden Merkmal in mindestens zwei unterschiedlichen Höhen gemessen werden und hieraus die Sollvorgabe für einen durch Dreh- oder Drehschwenkachse ausgeführtes Senkrechtstellen des Messobjektmerkmals zum Sensorstrahlengang und/oder parallel zur Nadelachse abgeleitet wird.
  80. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 79, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung mit dem Interferometer-Sensor im Koordinatenmessgerät auf dem Werkstück vorhandene Verschmutzungen durch Öle, Wasser oder ähnliche Stoffe dadurch aus dem Messergebnis ausgeblendet werden, dass bei der Messung von mehr als einer Schicht mit dem interferometrischen Sensor jeweils die vom Sensor am weitesten entfernt liegende Schicht zur Messung herangezogen wird.
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