DE102010037747A1

DE102010037747A1 - Verfahren zur Bestimmung der Geometrie eines Messobjekts mit Hilfe manueller Positionierung

Info

Publication number: DE102010037747A1
Application number: DE102010037747A
Authority: DE
Original assignee: Werth Messtechnik GmbH
Current assignee: Werth Messtechnik GmbH
Priority date: 2009-09-24
Filing date: 2010-09-23
Publication date: 2011-03-31

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder der Geometrie eines Objektes mittels eines optischen Messsystems, umfassend zumindest ein optisches Abbildungssystem, zumindest eine Detektionseinrichtung und zumindest eine manuelle Positioniereinrichtung, das sich dadurch auszeichnet, dass die Bildaufnahme und/oder -auswertung bei Erreichen der Messposition oder einer der Messposition ausreichend nahe liegenden Position automatisch erfolgt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Geometrie eines Messobjektes mit Hilfe eines optischen Messsystems, umfassend zumindest ein optisches Abbildungssystem, zumindest eine Detektionseinrichtung und zumindest eine manuelle Positioniereinrichtung.
Herkömmliche manuelle Messsysteme mit Bildverarbeitung erfordern die manuelle Positionierung an eine zu messende Stelle, z. B. Kante, um an dieser dann in einem daran anschließenden zweiten Schritt den Messvorgang, z. B. die Bildaufnahme und -auswertung, durchzuführen. Insbesondere muss dazu an der Messstelle die manuelle Positionierung gestoppt und der zu messende Bereich im Aufnahmebereich des Bildverarbeitungssystem, zumindest grob, ausgerichtet werden. Dann wird durch einen Nutzereingriff die Bildaufnahme und -auswertung gestartet. Nachteilig ist dabei der hohe Zeitaufwand für das Stoppen der manuellen Bewegung der Achsen des Messgerätes an der Messstelle und ein zusätzlicher Nutzereingriff zur Bildaufnahme und -auswertung, für den der Nutzer die manuelle Vorrichtung mit zumindest einer Hand wenigstens kurzzeitig nicht mehr bedienen kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung löst dies durch die automatische Bildaufnahme und -auswertung beim manuellen Überfahren der Messstelle. Dabei muss die Messstelle nur grob angefahren werden, so dass der zu messende Bereich im Bildfeld der Detektionseinrichtung zumindest kurzfristig erscheint. Anhand der bei der Positionierung permanent überwachten Achspositionen entscheidet ein Steuerrechner, ob und wann die Messposition mit ausreichender Genauigkeit erreicht ist, damit eine Auswertung möglich ist, um sodann die Bildaufnahme und/oder -auswertung, insbesondere Bildaufnahme und Bildauswertung automatisch zu starten.
In einer Ausführung erfolgt die Erkennung der Messposition durch die automatische Erkennung von Kanten und/oder geometrischen Elementen, welche durch permanente Bildaufnahme und -auswertung ermittelt werden, wie in der PCT/EP01/10916 beschrieben.
Synchron zur Bildaufnahme werden die aktuellen Achspositionen aufgezeichnet und gegebenenfalls zur Reduzierung der Bewegungsunschärfe eine blitzartige Beleuchtung aktiviert oder die zeitweise Belichtung der Kamera mittels eines Shutters oder anderem mechanischen und/oder elektronischem Verschlusses gesteuert. Ein ähnliches Verfahren beschreibt die EP-A-1 286 134 , welches jedoch aufgrund der strengen Zeitabläufe nur für eine automatische Positionierung geeignet ist. In der EP-A-1 412 825 wird ebenso ein Verfahren zur Messung während der Bewegung eines Bildverarbeitungssensors erläutert, wobei strenge Regeln für die Beschleunigungen gelten, welche bei manueller Positionierung nicht zwangsläufig eingehalten werden können.
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Erreichen der Messposition durch einen Steuerrechner detektiert wird, indem die Überwachung vorab bestimmter Achspositionen und/oder die automatische Erkennung von Kanten und/oder geometrischen Elementen erfolgen, wobei die Messstelle lediglich mit der erforderlichen Genauigkeit manuell angefahren werden muss, um das entsprechende Merkmal und/oder die entsprechende Kante insoweit im Bildfeld der Detektionseinrichtung abzubilden, dass eine sichere Auswertung möglich ist.
Hervorzuheben ist des Weiteren, dass der Steuerrechner aus den vorab eingelernten Messpositionen zumindest zeitweise eine Positionierrichtung berechnet, welche vorzugsweise zyklisch aktualisiert wird und die jeweils aktuelle Richtung zum nächsten zu messenden Merkmal und/oder Kante ermittelt, wobei diese Richtung vorzugsweise im Bildverarbeitungsfenster angezeigt wird.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung werden die Messpositionen vorab eingelernt. Im späteren Messablauf dienen dann im Bildverarbeitungsfenster eingeblendete Pfeile o. ä. zur Orientierung und geben beispielsweise die Richtung zum nächsten zu messenden Bereich an.
Es besteht nach der Erfindung die Möglichkeit, dass die Positionierrichtung durch einen Pfeil angezeigt wird, dessen Länge vorzugsweise abhängig von der Entfernung zur nächsten Messposition ist, wobei eine lineare und/oder nichtlineare, auch unstetige, Abhängigkeit zwischen Pfeillänge und Entfernung besteht.
Ferner zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass bei der Aufnahme der Messdaten während einer Relativbewegung zwischen der Detektionseinrichtung und dem Messobjekt, insbesondere beim Bewegen des Messobjekts, zur Reduzierung der Bewegungsunschärfe eine blitzartige Beleuchtung des Messobjektes und/oder eine kurzzeitige Belichtung der Detektionseinrichtung, z. B. durch den Einsatz von Shuttern oder anderen mechanischen oder elektronischen Verschlüssen, erfolgt, welche zeitlich, z. B. durch Triggern, mit der Ermittlung der aktuellen Position des Messobjektes relativ zur Detektionseinrichtung mit Hilfe von Positionsmesssystemen und der Aufnahme der Messdaten der Detektionseinrichtung synchronisiert ist.
Vorzugsweise wird das Verfahren in einem manuellen Koordinatenmessgerät eingesetzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 01/10916 [0005]
EP 1286134 A [0006]
EP 1412825 A [0006]

Claims

Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder der Geometrie eines Objektes mittels eines optischen Messsystems, umfassend zumindest ein optisches Abbildungssystem, zumindest eine Detektionseinrichtung und zumindest eine manuelle Positioniereinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildaufnahme und/oder -auswertung bei Erreichen der Messposition oder einer der Messposition ausreichend nahe liegenden Position automatisch erfolgt.
Verfahren zur Bestimmung von Strukturen und/oder der Geometrie eines Objektes mittels in einem Koordinatenmessgerät angeordneter, taktiler und/oder optischer Sensorik und/oder Röntgensensorik, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sensorik derart ausgebildet wird, dass diese in X-, Y- und/oder Z-Richtung des Koordinatenmessgerätes relativ zu einem Messobjekt positionierbar ist.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Messvorgang (Bildaufnahme und/oder -auswertung) beim manuellen Überfahren einer gewünschten Messstelle automatisch ausgelöst wird.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erreichen der Messposition die manuelle Bewegung der Geräteachsen nicht gestoppt wird und zumindest die Bildaufnahme während der Bewegung, durch einen Steuerrechner automatisch ausgelöst, erfolgt.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erreichen der Messposition durch einen Steuerrechner detektiert wird, indem die Überwachung vorab bestimmter Achspositionen und/oder die automatische Erkennung von Kanten und/oder geometrischen Elementen erfolgen, wobei die Messstelle lediglich mit der erforderlichen Genauigkeit manuell angefahren werden muss, um das entsprechende Merkmal und/oder die entsprechende Kante insoweit im Bildfeld der Detektionseinrichtung abzubilden, dass eine sichere Auswertung möglich ist.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerrechner aus den vorab eingelernten Messpositionen zumindest zeitweise eine Positionierrichtung berechnet, welche vorzugsweise zyklisch aktualisiert wird und die jeweils aktuelle Richtung zum nächsten zu messenden Merkmal und/oder Kante ermittelt, wobei diese Richtung vorzugsweise im Bildverarbeitungsfenster angezeigt wird.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierrichtung durch einen Pfeil angezeigt wird, dessen Länge vorzugsweise abhängig von der Entfernung zur nächsten Messposition ist, wobei eine lineare und/oder nichtlineare, auch unstetige, Abhängigkeit zwischen Pfeillänge und Entfernung besteht.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufnahme der Messdaten während einer Relativbewegung zwischen der Detektionseinrichtung und dem Messobjekt, insbesondere beim Bewegen des Messobjekts, zur Reduzierung der Bewegungsunschärfe eine blitzartige Beleuchtung des Messobjektes und/oder eine kurzzeitige Belichtung der Detektionseinrichtung, z. B. durch den Einsatz von Shuttern oder anderen mechanischen oder elektronischen Verschlüssen, erfolgt, welche zeitlich, z. B. durch Triggern, mit der Ermittlung der aktuellen Position des Messobjektes relativ zur Detektionseinrichtung mit Hilfe von Positionsmesssystemen und der Aufnahme der Messdaten der Detektionseinrichtung synchronisiert ist.
Verfahren nach vorzugsweise einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Koordinatenmessgerät eingesetzt wird.