DE102018210688A1 - Arrangement and method for detecting hardness properties of an object with a coordinate measuring machine - Google Patents

Arrangement and method for detecting hardness properties of an object with a coordinate measuring machine Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (60), mit:- einem Koordinatenmessgerät (11);- einem Koordinatenmesssensor (5); und- einer Härteprüfvorrichtung (20); wobei die Härteprüfvorrichtung (20) und der Koordinatenmesssensor (5) wahlweise an dem Koordinatenmessgerät (11) anordenbar sind.Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts (24).The invention relates to an arrangement (60), comprising: - a coordinate measuring machine (11); - a coordinate measuring sensor (5); and- a hardness tester (20); The hardness testing device (20) and the coordinate measuring sensor (5) can optionally be arranged on the coordinate measuring machine (11). The invention further relates to methods for detecting a hardness property of an object (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum Erfassen wenigstens einer Härteeigenschaft eines Objekts mit einem Koordinatenmessgerät.The invention relates to an arrangement and a method for detecting at least one hardness property of an object with a coordinate measuring machine.

Koordinatenmessgeräte dienen in bekannter Weise dazu, Objekteigenschaften von z.B. industriell gefertigten Werkstücke zu erfassen. Bei den Objekteigenschaften handelt es sich typischerweise um Koordinatenwerte von Objektorten (sog. Abtastpunkten), die z.B. in Form einer 3D-Punktewolke zusammengefasst werden. Anhand dieser Koordinatenwerte kann beispielsweise auf die Abmessungen, die dreidimensionale Form und/oder das Einhalten vorbestimmter gewünschter Eigenschaften des Objekts geschlossen werden (z.B. das Einhalten zulässiger Formabweichungen).Coordinate measuring devices are used in a known manner to determine object properties of e.g. to capture industrially manufactured workpieces. The object properties are typically coordinate values of object locations (so-called sampling points), which e.g. can be summarized in the form of a 3D point cloud. These coordinate values can be used, for example, to infer the dimensions, the three-dimensional shape and / or compliance with predetermined desired properties of the object (e.g. compliance with permissible shape deviations).

Um Koordinatenwerte zu erfassen, kann das Objekt z.B. taktil oder berührungslos (z.B. optisch) abgetastet werden. Hierzu wird eine taktile oder berührungslose Sensoreinrichtung relativ zu dem Objekt positioniert und bewegt. Das Positionieren erfolgt mittels einer Maschinenkinematik, die mehrere mittels einer jeweiligen Antriebseinrichtung bewegbare Maschinenachsen umfasst. Für das Erfassen der Koordinatenwerte können die eingenommenen Achspositionen (d.h. Achswerte) der einzelnen Maschinenachsen erfasst und/oder ausgewertet werden. Hierfür kommen Positionsmesssystem zum Einsatz, die zum Beispiel feststehende Maßstäbe (insbesondere Glasmaßstäbe) mittels Leseköpfen ablesen. Letztere werden typischerweise gemeinsam mit einer bewegbaren Komponente des Koordinatenmessgerätes und/oder einer Maschinenachse bewegt.To acquire coordinate values, the object can e.g. can be scanned tactilely or without contact (e.g. optically). For this purpose, a tactile or non-contact sensor device is positioned and moved relative to the object. The positioning takes place by means of machine kinematics, which comprises several machine axes that can be moved by means of a respective drive device. The acquired axis positions (i.e. axis values) of the individual machine axes can be recorded and / or evaluated for the acquisition of the coordinate values. Position measuring systems are used for this purpose, which, for example, read fixed scales (especially glass scales) using read heads. The latter are typically moved together with a movable component of the coordinate measuring machine and / or a machine axis.

Neben dem Erfassen von Koordinatenwerten können im Rahmen einer Objektuntersuchung (oder auch -prüfung) auch andere Informationen von Interesse sein. Insbesondere soll oftmals auch eine Härteeigenschaft (zum Beispiel ein Wert der Vickershärte (HV), wie er mit einer Vickersprüfung bestimmbar ist) eines Objekts erfasst werden. Bisher erfolgt dies in separaten Prüfgeräten, bei denen in an sich bekannter Weise Oberflächeneindrücke in dem Objekt erzeugt und anschließend vermessen werden. Das Verwenden zusätzlicher Prüfgeräte erhöht die Kosten zum Beispiel bei dem Einrichten eines industriellen Prüflabors. Ferner erhöht sich die für eine vollständige Untersuchung des Objekts benötigte Zeit, da das Objekt zwischen den verschiedenen Geräten hin und her bewegt werden muss.In addition to the acquisition of coordinate values, other information can also be of interest as part of an object examination (or inspection). In particular, a hardness property (for example a value of the Vickers hardness (HV), as can be determined with a Vickers test) of an object is often also to be recorded. So far, this has been done in separate test devices, in which surface impressions are generated in the object in a manner known per se and then measured. Using additional test equipment increases the costs, for example, when setting up an industrial test laboratory. Furthermore, the time required for a complete examination of the object increases since the object has to be moved back and forth between the different devices.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die mit einer Objektuntersuchung einhergehenden Kosten und den zeitlichen Aufwand zu reduzieren.The object of the present invention is therefore to reduce the costs associated with an object inspection and the time required.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung und ein Verfahren gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Ferner versteht es sich, dass die in der einleitenden Beschreibung erwähnten Merkmale einzeln oder in beliebiger Kombination auch bei der vorliegend offenbarten Lösung vorgesehen sein können, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich.This object is achieved by an arrangement and a method according to the attached independent claims. Advantageous further developments are specified in the dependent claims. Furthermore, it goes without saying that the features mentioned in the introductory description can also be provided individually or in any combination in the solution disclosed here, unless otherwise stated or evident.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird ein Koordinatenmessgerät nicht nur zum Ermitteln bisher vorgesehene Messwerte verwendet (beispielsweise Koordinatenwerte), sondern auch für eine Härteprüfung eingesetzt. Hierfür ist vorgesehen, dass an dem Koordinatenmessgerät auch eine Härteprüfvorrichtung (d.h. eine Vorrichtung zum zumindest teilweisen Durchführen einer Härteprüfung) anordenbar ist, um ein Objekt, das sich in einem Arbeitsraum des Koordinatenmessgeräts befindet, einer Härteprüfung zu unterziehen. Dies bietet den Vorteil, dass mit einem einzigen Gerät (Koordinatenmessgerät) sowohl von Koordinatenmessgeräten üblicherweise ermittelbare Objekteigenschaften erfasst werden können (beispielswerte Koordinatenwerte), aber auch Härteeigenschaften eines Objekts, ohne dass hierfür ein zusätzliches Härte-Prüfgerät bereitgestellt werden muss.According to a basic idea of the invention, a coordinate measuring device is not only used for determining previously provided measured values (for example coordinate values), but also for a hardness test. For this purpose, it is provided that a hardness test device (i.e. a device for at least partially performing a hardness test) can also be arranged on the coordinate measuring machine in order to subject an object which is located in a working area of the coordinate measuring machine to a hardness test. This offers the advantage that with a single device (coordinate measuring machine), object properties that can usually be determined by coordinate measuring machines can be recorded (example coordinate values), but also hardness properties of an object, without the need to provide an additional hardness tester.

Im Detail wird eine Anordnung vorgeschlagen mit: einem Koordinatenmessgerät, einem Koordinatenmesssensor und einer Härteprüfvorrichtung, wobei die Härteprüfvorrichtung und der Koordinatenmesssensor wahlweise an dem Koordinatenmessgerät anordenbar sind.In detail, an arrangement is proposed with: a coordinate measuring machine, a coordinate measuring sensor and a hardness testing device, wherein the hardness testing device and the coordinate measuring sensor can optionally be arranged on the coordinate measuring machine.

Bei dem Koordinatenmessgerät kann es sich um ein Gerät herkömmlicher Bauart z.B. in Portal- oder Brückenbauweise handeln. Das Koordinatenmessgerät kann mehrere angetriebene Achsen (Maschinenachsen) umfassen, deren Positionen jeweils über ein eigens zugeordnetes Positionsmesssystem ermittelbar sind. Das Koordinatenmessgerät kann allgemein dazu eingerichtet sein, eine daran angebrachte Einrichtung (z.B. Koordinatenmesssensor oder eine Härteprüfvorrichtung) in beliebigen Positionen in einem Arbeitsraum des Koordinatenmessgeräts zu positionieren. Insbesondere kann das Koordinatenmessgerät wenigstens drei Achsen umfassen, die nach Art eines kartesischen Koordinatensystems relativ zueinander positioniert sind und/oder aufeinander aufbauen, um einen von dem Koordinatenmessgerät geführten Sensor im Raum positionieren zu können.The coordinate measuring machine can be a conventional machine, e.g. act in portal or bridge construction. The coordinate measuring machine can comprise a plurality of driven axes (machine axes), the positions of which can each be determined via a specially assigned position measuring system. The coordinate measuring machine can generally be set up to position a device (e.g. coordinate measuring sensor or a hardness testing device) attached to it in any position in a working space of the coordinate measuring machine. In particular, the coordinate measuring machine can comprise at least three axes, which are positioned relative to one another in the manner of a Cartesian coordinate system and / or build up on one another in order to be able to position a sensor guided by the coordinate measuring machine in space.

Bei dem Koordinatenmesssensor kann es sich um jeglichen eine Objektoberfläche berührend oder berührungslos (d.h. taktil oder optisch) abtastenden Sensor handeln. Der Koordinatenmesssensor kann auch als Koordinatenmesskopf bezeichnet werden und/oder die Härteprüfvorrichtung kann auch als Härtemesskopf bezeichnet werden.The coordinate measuring sensor can be any sensor that touches or touches an object surface (ie, tactilely or optically). The coordinate measuring sensor can also be referred to as a coordinate measuring head and / or the hardness tester can also be referred to as a hardness measuring head.

Allgemein kann die Härteprüfvorrichtung eine Härteprüfung durchführen und insbesondere vollständig durchführen, d. h. ohne Zuhilfenahme weiterer Einheiten oder Sensoren die erforderlichen Messwerte erfassen. Hierfür kann die Härteprüfvorrichtung sensorische Funktionen oder einen Sensor umfassen bzw. als ein Härteprüfsensor ausgebildet sein. Alternativ kann die Härteprüfvorrichtung dazu eingerichtet sein, lediglich Teilaspekte oder Teilfunktionen für das Durchführen einer Härteprüfung bereitzustellen oder durchzuführen. Beispielsweise kann die Härteprüfvorrichtung dazu eingerichtet sein, einen Oberflächeneindruck in dem zu überprüfenden Werkstück zu erzeugen und hierfür vorzugsweise einen Eindring- oder Eindruckkörper umfassen. Die tatsächliche Härtewertermittlung und/oder Auswertung des Oberflächeneindrucks zur Messwerterzeugung kann aber mittels anderweitiger Einheiten und/oder Sensoren erfolgen.In general, the hardness testing device can carry out a hardness test and in particular can carry it out completely, i. H. record the required measured values without the aid of additional units or sensors. For this purpose, the hardness test device can comprise sensor functions or a sensor or can be designed as a hardness test sensor. Alternatively, the hardness test device can be set up to provide or carry out only partial aspects or partial functions for carrying out a hardness test. For example, the hardness testing device can be set up to produce a surface impression in the workpiece to be checked and for this purpose preferably comprise an indentation or indentation body. However, the actual hardness value determination and / or evaluation of the surface impression for the measurement value generation can take place by means of other units and / or sensors.

Mit dem Koordinatenmesssensor erfasste Messsignale können zumindest mittelbar zum Ermitteln von Koordinatenwerten auswertbar sein. Der Koordinatenmesssensor kann beispielsweise eine optische Sensoreinrichtung umfassen, z.B. einen Weißlichtsensor oder einen Laser-Triangulationssensor. Der Koordinatenmesssensor kann auch einen taktilen Messtaster umfassen. Ebenso kann der Koordinatenmesssensor eine sogenannte Multi-Sensoranordnung umfassen und/oder eine Wechselschnittstelle, an der verschiedene, insbesondere verschiedene taktile, Taster anordenbar sind. Ferner kann der Koordinatenmesssensor einen sogenannten Messkopf und insbesondere Tastkopf umfassen, der dazu eingerichtet ist, Auslenkungen eines taktilen Tasters zum Erzeugen von Koordinatenmesswerten zu erfassen.Measurement signals detected with the coordinate measurement sensor can be evaluated at least indirectly for determining coordinate values. The coordinate measuring sensor can comprise, for example, an optical sensor device, e.g. a white light sensor or a laser triangulation sensor. The coordinate measuring sensor can also comprise a tactile probe. Likewise, the coordinate measuring sensor can comprise a so-called multi-sensor arrangement and / or an interchangeable interface on which different, in particular different tactile, buttons can be arranged. Furthermore, the coordinate measuring sensor can comprise a so-called measuring head, and in particular a probe head, which is set up to detect deflections of a tactile probe for generating coordinate measured values.

Allgemein kann der Koordinatenmesssensor dazu eingerichtet sein, Messsignale zum Ermitteln von Koordinatenwerten zu erfassen und diese (oder auch direkt ermittelte Koordinatenwerte) beispielsweise als ein Messergebnis bzw. Messwert auszugeben. Alternativ können erfasste Koordinatenwerte in ein gewünschtes Format umgerechnet werden oder gewünschte anderweitige Messinformationen oder Messwerte daraus abgeleitet werden, z.B. Rauheitsmesswerte. Übergeordnet kann der Koordinatenmesssensor eine Auswerteeinrichtung umfassen, um die erfassten Messsignale in gewünschte Messwerte umzurechnen oder mit einer entsprechenden Auswerteeinrichtung (z.B. in Form eines PC) verbunden sein.In general, the coordinate measurement sensor can be set up to record measurement signals for determining coordinate values and to output these (or also directly determined coordinate values), for example as a measurement result or measurement value. Alternatively, recorded coordinate values can be converted into a desired format or other desired measurement information or measurement values derived therefrom, e.g. Rauheitsmesswerte. The coordinate measuring sensor can include an evaluation device in order to convert the recorded measurement signals into desired measurement values or to be connected to a corresponding evaluation device (e.g. in the form of a PC).

Das Koordinatenmessgerät kann einen Schnittstellenbereich umfassen, an dem verschiedene Sensoren und insbesondere der Koordinatenmesssensor oder die Härteprüfvorrichtung ankoppelbar sind. Dieser Schnittstellenbereich kann eine mechanische Schnittstelle zum mechanischen Koppeln mit einem entsprechenden Sensor umfassen. Zusätzlich können dort auch Leitungen zum Übertragen elektrischer Energie und/oder von Signalen vorhanden sein. Der Schnittstellenbereich des Koordinatenmessgeräts kann somit eine mechanische, elektrische und/oder signalübertragende Schnittstelle umfassen.The coordinate measuring device can comprise an interface area to which various sensors and in particular the coordinate measuring sensor or the hardness testing device can be coupled. This interface area can include a mechanical interface for mechanical coupling with a corresponding sensor. In addition, lines for transmitting electrical energy and / or signals can also be present there. The interface area of the coordinate measuring machine can thus comprise a mechanical, electrical and / or signal-transmitting interface.

Die Härteprüfvorrichtung kann allgemein dazu eingerichtet sein, ein Härteprüfverfahren durchzuführen und/oder zumindest einen Oberflächeneindruck in einem zu überprüfenden Objekt zu erzeugen. Bei dem Prüfverfahren kann es sich insbesondere um ein Vickers-Prüfverfahren handeln. Der Erfinder hat erkannt, dass sich dieses durch vergleichsweise geringe Prüfkräfte auszeichnet, welche auch mit herkömmlichen Koordinatenmessgeräten erzeugbar und/oder aufgrund einer ausreichenden Steifigkeit strukturell aufnehmbar sind.The hardness test device can generally be set up to carry out a hardness test method and / or to produce at least a surface impression in an object to be checked. The test method can in particular be a Vickers test method. The inventor has recognized that this is characterized by comparatively low test forces, which can also be generated with conventional coordinate measuring machines and / or can be structurally absorbed due to sufficient rigidity.

Alternativ kann es sich um ein UCI-Messverfahren und bei der ermittelten Härteeigenschaft um einen per UCI-Messung ermittelten Härtewert handeln. UCI (Ultrasonic Contact Impendance) Messungen basieren im allgemeinen darauf, einen Stab, der an einem Ende einen in den Werkstoff drückbaren Kontakt- oder auch Eindringkörper (zum Beispiel einer Vickers-Pyramide und/oder einen Vickers-Diamanten) aufweist, zu Schwingungen anzuregen. Der Stab kann dann mit einer eigenen Resonanzfrequenz schwingen, die im Wesentlichen von seiner Länge abhängt. Gleichzeitig wird eine Prüfkraft (zum Beispiel von einer Feder) auf den Eindringkörper aufgebracht. Dringt dieser in die Objektoberfläche ein, ergibt sich eine Änderung und insbesondere Dämpfung der Stabschwingung, die messtechnisch erfasster ist. Ein Härtewert des Werkstoffs kann dann anhand der bekannten Prüfkraft, der gemessenen Frequenzänderungen und etwaigen gespeicherten Kalibrierwerten z.B. zur Berücksichtigung eines E-Moduls des zu prüfenden Werkstoffs berechnet werden. Das UCI-Verfahren zeichnet sich zum Beispiel durch eine leichte Automatisierbarkeit und sehr gute Reproduzierbarkeit der ermittelten Härtewerte aus.Alternatively, it can be a UCI measurement method and the hardness property determined can be a hardness value determined by UCI measurement. UCI (Ultrasonic Contact Impendance) measurements are generally based on vibrating a rod that has a contact or indenter (e.g. a Vickers pyramid and / or a Vickers diamond) that can be pressed into the material at one end. The rod can then vibrate at its own resonance frequency, which essentially depends on its length. At the same time, a test force (e.g. from a spring) is applied to the indenter. If this penetrates into the object surface, there is a change and, in particular, damping of the rod vibration, which is more measured. A hardness value of the material can then be determined based on the known test force, the measured frequency changes and any saved calibration values e.g. can be calculated to take into account an elastic modulus of the material to be tested. The UCI process is characterized, for example, by easy automation and very good reproducibility of the hardness values determined.

Allgemein kann die Härteprüfvorrichtung einen Eindruckkörper zum Erzeugen des Oberflächeneindrucks umfassen (auch Eindringkörper oder Indenter genannt). Hierbei kann es sich um einen vierseitigen pyramidenförmigen Körper mit quadratischer Grundfläche handeln, wobei eine Pyramidenspitze dem Objekt zugewandt ist. Die Pyramide kann aus Diamant gefertigt sein und/oder die einander gegenüberliegenden Pyramidenflächen können in einem Winkel von 136° zueinander stehen. Zum Erzeugen eines Oberflächeneindrucks wird auf den Eindringkörper eine vorbestimmte Prüfkraft aufgebracht, um diesen in die Objektoberfläche einzudrücken. Wie nachstehend geschildert, kann diese Prüfkraft ganz oder zumindest teilweise von dem Koordinatenmessgerät selbst (z.B. von einer angetriebenen Maschinenachse hiervon) oder aber von einem gesonderten Aktor erzeugt werden.In general, the hardness testing device can comprise an indentation body for producing the surface impression (also called indentor or indenter). This can be a four-sided pyramid-shaped body with a square base, with a pyramid tip facing the object. The pyramid can be made of diamond and / or the opposite pyramid surfaces can be at an angle of 136 ° to one another. To generate a surface impression, a predetermined test force is applied to the indenter press it into the object surface. As described below, this test force can be generated entirely or at least partially by the coordinate measuring machine itself (for example by a driven machine axis thereof) or else by a separate actuator.

Gemäß einer Weiterbildung der Anordnung und der Verfahren ist das Koordinatenmessgerät dazu eingerichtet, automatisch zwischen dem Koordinatenmesssensor und der Härteprüfvorrichtung zu wechseln. Beispielsweise kann das Koordinatenmessgerät einen Lagerbereich oder Magazin umfassen, in dem die einwechselbaren Sensoren gelagert sind. Das Koordinatenmessgerät kann dazu eingerichtet sein, einen vorstehend erläuterten Schnittstellenbereich derart relativ zu dem Lagerbereich anzuordnen, dass es einen aktuell mit dem Koordinatenmessgerät gekoppelten Sensor darin ablegen kann (d.h. diesen Sensor auswechseln kann) und mit einem anderen in dem Lagerbereich angeordneten Sensor gekoppelt werden kann (d.h. diesen Sensor einwechseln kann). Für das Herstellen und Auflösen einer Kopplung mit einem Sensor kann der Schnittstellenbereich des Koordinatenmessgeräts eine geeignete Aktorik umfassen. Das automatische Einwechseln und Auswechseln verschiedener Sensoren bei einem Koordinatenmessgerät ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Die Erfindung zeichnet sich jedoch insbesondere durch die Art der automatisch ein- und auswechselbaren Sensoren aus, da hiervon auch die Härteprüfvorrichtung umfasst ist.According to a development of the arrangement and the method, the coordinate measuring device is set up to automatically switch between the coordinate measuring sensor and the hardness testing device. For example, the coordinate measuring machine can include a storage area or magazine in which the exchangeable sensors are stored. The coordinate measuring machine can be set up to arrange an interface area explained above relative to the storage area in such a way that it can store a sensor currently coupled to the coordinate measuring machine (ie can replace this sensor) and can be coupled to another sensor arranged in the storage area ( ie can replace this sensor). The interface area of the coordinate measuring machine can include suitable actuators for establishing and releasing a coupling with a sensor. The automatic changing and changing of different sensors in a coordinate measuring machine is known per se from the prior art. However, the invention is characterized in particular by the type of sensors that can be automatically exchanged and replaced, since this also includes the hardness testing device.

Wie erwähnt, kann das Koordinatenmessgerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der Anordnung und der Verfahren dazu eingerichtet sein, zumindest einen Teil einer zum Durchführen einer Härteprüfung mit der Härteprüfvorrichtung erforderlichen Prüfkraft zu erzeugen. Allgemein kann die Härteprüfvorrichtung derart an dem Koordinatenmessgerät anordenbar sein, dass dieser geradlinig auf ein zu untersuchendes Objekt mittels des Koordinatenmessgeräts geführt werden kann. Die geradlinige Bewegung kann sich dabei im Wesentlichen orthogonal zu einer zu untersuchenden Objektoberfläche erstrecken und/oder entlang eines Prüfkraftvektors. Insbesondere kann die Härteprüfvorrichtung derart an dem Koordinatenmessgerät anordenbar sein, dass eine entsprechende Bewegung durch Verfahren lediglich einer Achse des Koordinatenmessgeräts möglich ist. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Z-, Pinolen- oder allgemein eine VertikalAchse handeln, die ein (in einem räumlichen Koordinatensystem betrachtet) vertikales Verfahren der Härteprüfvorrichtung ermöglicht, insbesondere vertikal nach unten in Richtung eines zu überprüfenden Objekts. Ein solches Aufbringen der Prüfkraft ist insbesondere beim Durchführen einer Vickers-Härteprüfung vorteilhaft.As mentioned, according to a further embodiment of the arrangement and the methods, the coordinate measuring machine can be set up to generate at least part of a test force required to carry out a hardness test with the hardness test device. In general, the hardness testing device can be arranged on the coordinate measuring machine in such a way that it can be guided in a straight line onto an object to be examined by means of the coordinate measuring machine. The linear movement can extend essentially orthogonally to an object surface to be examined and / or along a test force vector. In particular, the hardness testing device can be arranged on the coordinate measuring machine in such a way that a corresponding movement is possible by moving only one axis of the coordinate measuring machine. This can be, in particular, a Z, quill or generally a vertical axis that enables a vertical movement of the hardness testing device (viewed in a spatial coordinate system), in particular vertically downwards in the direction of an object to be checked. Such an application of the test force is particularly advantageous when carrying out a Vickers hardness test.

Auf diese Weise wird eine aufwandsarme Möglichkeit bereitgestellt, um die erforderliche Prüfkraft zu erzeugen. Beispielsweise verfügt das Koordinatenmessgerät in der Regel bereits über eine Aktorik, die zum Erzeugen einer solchen Prüfkraft verwendbar ist (z.B. in Form von Antriebsmotoren der einzelnen Linearachsen). Weiter kann das Koordinatenmessgerät auch über geeignete Steuer- und/oder Regeleinrichtungen verfügen, um eine gewünschte Prüfkraft beispielsweise über die hierfür erforderlichen Achsbewegungen zuverlässig einstellen zu können. Prinzipiell kann aber auch vorgesehen sein, dass die Härteprüfvorrichtung dazu eingerichtet ist, eine aktuell erzeugte Prüfkraft zu erfassen. Etwaige Achsbewegungen des Koordinatenmessgeräts zum Erzeugen der Prüfkraft können daraufhin basierend auf dem aktuell erfassten Prüfkraftwert angepasst werden. Die aktuell vorliegende Prüfkraft kann z.B. durch eine auf den Eindringkörper einwirkende Gegenkraft und/oder eine etwaige Verlagerung des Eindringkörpers ermittelt werden. Hierfür können analoge oder digitale Messuhren eingesetzt werden.In this way, a low-effort possibility is provided to generate the required test force. For example, the coordinate measuring machine usually already has an actuator system that can be used to generate such a test force (e.g. in the form of drive motors of the individual linear axes). Furthermore, the coordinate measuring machine can also have suitable control and / or regulating devices in order to be able to reliably set a desired test force, for example, via the axis movements required for this. In principle, however, it can also be provided that the hardness test device is set up to detect a test force that is currently being generated. Any axis movements of the coordinate measuring machine to generate the test force can then be adjusted based on the currently recorded test force value. The current test force can e.g. can be determined by a counterforce acting on the indenter and / or a possible displacement of the indenter. Analog or digital dial indicators can be used for this.

Gemäß einer Weiterbildung der Anordnung und des Verfahrens umfasst das Koordinatenmessgerät und/oder die Härteprüfvorrichtung einen Aktor, der dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer zum Durchführen einer Härteprüfung (mit der Härteprüfvorrichtung) erforderlichen Prüfkraft zu erzeugen. Der Aktor kann in die Härteprüfvorrichtung integriert sein oder in das Koordinatenmessgerät. Ebenso können sowohl das Koordinatenmessgerät als auch die Härteprüfvorrichtung einen entsprechenden Aktor umfassen, die zum Erzeugen der Prüfkraft zusammenwirken können. Der Aktor kann nach Maßgabe einer aktuell erfassten Prüfkraft geregelt werden. Anders ausgedrückt kann eine von dem Aktor erzeugte Prüfkraft in Abhängigkeit einer aktuell vorliegenden Prüfkraft anpassbar sein. Bei dem Aktor kann es sich z.B. einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder handeln. Allgemein kann der Aktor dazu eingerichtet sein, einen Eindringkörper der Härteprüfvorrichtung in Richtung einer zu überprüfenden Objektoberfläche zu verlagern und/oder den Eindringkörper zumindest teilweise in die Objektoberfläche einzudrücken. Das Vorsehen eines separaten Aktors bietet den Vorteil, dass eine präzise ansteuerbare und von etwaigen Ungenauigkeiten des Koordinatenmessgeräts nicht beeinflusste Einheit bereitsteht, um die Prüfkraft zu erzeugen. Entsprechend kann die Genauigkeit der Messergebnisse erhöht werden. Weiter kann der Aktor dazu eingerichtet sein, höhere Prüfkräfte zu erzeugen als sie mit dem Koordinatenmessgerät bereitstellbar wären. Somit kann das Anwendungsspektrum der Anordnung durch Vorsehen des separaten Aktors erweitert werden.According to a development of the arrangement and the method, the coordinate measuring machine and / or the hardness testing device comprises an actuator which is set up to generate at least part of a test force required to carry out a hardness test (with the hardness testing device). The actuator can be integrated in the hardness testing device or in the coordinate measuring machine. Likewise, both the coordinate measuring machine and the hardness testing device can comprise a corresponding actuator, which can interact to generate the testing force. The actuator can be controlled according to a currently recorded test force. In other words, a test force generated by the actuator can be adaptable as a function of a test force currently available. The actuator can e.g. act a hydraulic or pneumatic cylinder. In general, the actuator can be set up to shift an indenter of the hardness testing device in the direction of an object surface to be inspected and / or to at least partially press the indenter into the object surface. The provision of a separate actuator offers the advantage that a precisely controllable unit that is not influenced by any inaccuracies in the coordinate measuring machine is available in order to generate the test force. The accuracy of the measurement results can be increased accordingly. Furthermore, the actuator can be set up to generate higher test forces than would be available with the coordinate measuring machine. The application spectrum of the arrangement can thus be expanded by providing the separate actuator.

Im Fall einer UCI-Messung kann der Aktor als eine Feder in der Härteprüfvorrichtung bereitgestellt sein. Im Fall einer Vickers-Härteprüfung kommen insbesondere die vorstehend geschilderten hydraulischen oder pneumatischen Varianten am Koordinatenmessgerät und/oder an der Härteprüfvorrichtung in Betracht.In the case of a UCI measurement, the actuator can act as a spring in the hardness tester be provided. In the case of a Vickers hardness test, the hydraulic or pneumatic variants described above on the coordinate measuring machine and / or on the hardness test device are particularly suitable.

Eine Weiterbildung der Anordnung und der Verfahren sieht vor, dass eine im Rahmen einer Härteprüfung erzeugte Eindrucktiefe zumindest teilweise mittels wenigstens einem Positionsmesssystem des Koordinatenmessgeräts ermittelbar ist. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn die Prüfkraft zumindest teilweise durch das Koordinatenmessgerät erzeugt wird und/oder ein Vickers-Prüfverfahren durchgeführt wird. Anhand des während dem Erzeugen eines Oberflächeneindrucks zurückgelegten Bewegungswegs (bzw. der zurückgelegten Bewegungsstrecke) des Koordinatenmessgeräts kann dann auf eine Eindrucktiefe (oder auch Eindringtiefe) geschlossen werden. Diese Eindrucktiefe kann zum Ermitteln eines Härtewerts in an sich bekannter Weise ausgewertet werden. Beispielsweise kann die Eindrucktiefe aufgrund einer bekannten Gestalt des Eindringkörpers in Eindruck-Diagonalen umgerechnet werden, wie sie beispielsweise zum Ermitteln der Vickershärte benötigt werden. Bei dem in diesem Zusammenhang verwendeten Positionsmesssystem kann es sich um das Positionsmesssystem derjenigen Achse handeln, welche zum Erzeugen der Prüfkraft die Härteprüfvorrichtung relativ zu dem zu prüfenden Objekt bewegt (beispielsweise eine vertikale Z-Achse des Koordinatenmessgeräts).A further development of the arrangement and the method provides that an impression depth generated in the course of a hardness test can be at least partially determined by means of at least one position measuring system of the coordinate measuring machine. This is particularly useful when the test force is at least partially generated by the coordinate measuring machine and / or a Vickers test method is carried out. On the basis of the movement path (or the distance covered) of the coordinate measuring machine covered during the generation of a surface impression, an impression depth (or also penetration depth) can then be inferred. This depth of indentation can be evaluated in a manner known per se to determine a hardness value. For example, the indentation depth can be converted into indentation diagonals on the basis of a known shape of the indenter, such as are required, for example, to determine the Vickers hardness. The position measuring system used in this context can be the position measuring system of the axis that moves the hardness testing device relative to the object to be tested in order to generate the test force (for example a vertical Z axis of the coordinate measuring machine).

Eine weitere Ausführungsform der Anordnung und der Verfahren sieht eine (vorzugsweise optische) Erfassungseinheit vor, die dazu eingerichtet ist, einen im Rahmen einer Härteprüfung und insbesondere von der Härteprüfvorrichtung in einer Objektoberfläche erzeugten Oberflächeneindruck (vorzugsweise optisch) zu erfassen. Insbesondere kann hierüber vorbestimmte Eigenschaften des Oberflächeneindrucks erfasst werden. Beispielsweise können Diagonalen eines Oberflächeneindrucks mit einer quadratischen Grundfläche bestimmt werden, wie sie zum Ermitteln einer Vickershärte verwendet werden. Die Erfassungseinheit kann z.B. eine Kamera und eine Recheneinheit mit einer geeigneten Auswertesoftware (z.B. zum Durchführen einer Mustererkennung oder einer allgemeinen Bildauswertung) umfassen, um vorbestimmte Eigenschaften des optisch erfassten Oberflächeneindrucks zu bestimmen. Alternativ kann die Erfassung auch taktil erfolgen (d. h. von einer taktilen Erfassungseinheit ausgeführt werden). Die Erfassungseinheit kann an dem Koordinatenmessgerät angeordnet und insbesondere dauerhaft mit diesem gekoppelt sein. Alternativ kann die Erfassungseinheit in die Härteprüfvorrichtung integriert werden und beispielsweise nach dem Erzeugen eines Oberflächeneindrucks durch einen etwaigen Eindruckkörper der Härteprüfvorrichtung den Oberflächeneindruck optisch erfassen.A further embodiment of the arrangement and the method provides a (preferably optical) detection unit which is set up to detect (preferably optically) a surface impression generated in the course of a hardness test and in particular by the hardness test device in an object surface. In particular, predetermined properties of the surface impression can be recorded in this way. For example, diagonals of a surface impression with a square base area can be determined, as are used to determine a Vickers hardness. The detection unit can e.g. comprise a camera and a computing unit with suitable evaluation software (e.g. for performing pattern recognition or general image evaluation) in order to determine predetermined properties of the optically recorded surface impression. Alternatively, the detection can also be done tactile (i.e. carried out by a tactile detection unit). The detection unit can be arranged on the coordinate measuring machine and, in particular, can be permanently coupled to it. Alternatively, the detection unit can be integrated into the hardness testing device and, for example, after the generation of a surface impression by a possible impression body of the hardness testing device, optically detect the surface impression.

Eine Weiterbildung der Anordnung und der Verfahren sieht vor, dass ein Objekt (z.B. ein Werkstück) sowohl mit der Härteprüfvorrichtung als auch dem Koordinatenmesssensor erfassbar ist (bzw. erfasst wird) und die Anordnung dazu eingerichtet ist, Messinformationen für das Objekt anhand der Messergebnisse von sowohl der Härteprüfvorrichtung als auch dem Koordinatenmesssensor zu erzeugen. Anders ausgedrückt kann die Anordnung dazu eingerichtet sein, ein und dasselbe Objekt sowohl mit der Härteprüfvorrichtung als auch mit dem Koordinatenmesssensor zu erfassen bzw. zu vermessen. Die insgesamt ermittelten Informationen (bzw. die jeweils mit den einzelnen Sensoren ermittelten Messinformationen oder Messwerte) können dann als (Gesamt-)Messinformationen für das Objekt zusammengefasst werden. Insbesondere können die schlussendlich erhaltenen Messinformationen einen Ergebnis- oder Gesamtdatensatz bilden, der anhand beider Sensoren ermittelte Messwerte enthält. Ein Bediener kann somit nach Durchführen einer Objektvermessung sowohl Informationen zu Koordinatenmesswerten als auch zu Härtewerten (z.B. einer Vickershärte) des Objekts erhalten.A further development of the arrangement and the method provides that an object (for example a workpiece) can be detected (or is detected) both with the hardness testing device and the coordinate measurement sensor and the arrangement is set up to provide measurement information for the object based on the measurement results of both to generate the hardness tester and the coordinate measuring sensor. In other words, the arrangement can be set up to detect or measure the same object both with the hardness testing device and with the coordinate measuring sensor. The total information determined (or the measurement information or measurement values determined in each case with the individual sensors) can then be combined as (total) measurement information for the object. In particular, the measurement information ultimately obtained can form a result or total data record which contains measurement values determined on the basis of both sensors. After performing an object measurement, an operator can thus receive both information about coordinate measurement values and hardness values (e.g. a Vickers hardness) of the object.

Übergeordnet können im Rahmen der vorliegenden Offenbarung ermittelte Härteeigenschaften (insbesondere Härtewerte oder auch eine Vickershärte) unter zusätzlicher Berücksichtigung einer dabei eingenommenen Position des Koordinatenmessgeräts und/oder der Koordinatenwerte eines aktuellen Objekt-Abtastpunkts hinterlegt werden. Somit kann ein Zusammenhang zwischen Objektorten und dort vorliegenden Härte-Messwerten ermittelt werden und einem Bediener zum Beispiel in dieser Form auch angezeigt werden.Hardness properties determined in the context of the present disclosure (in particular hardness values or also a Vickers hardness) can be stored with additional consideration of a position of the coordinate measuring machine and / or the coordinate values of a current object scanning point. A connection between object types and the hardness measurement values available there can thus be determined and also displayed to an operator, for example in this form.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erfassen von Objekteigenschaften, umfassend:

  • - Erfassen von Koordinatenwerten eines Objekts mit einem Koordinatenmessgerät;
  • - Erfassen einer Härteeigenschaft (z.B. einer Vickershärte und/oder eines Härte-Messwertes, z.B. eines UCI-Messwerts) desselben Objekts mit einer von dem Koordinatenmessgerät geführten (und/oder daran angekoppelten) H ärteprüfvorri chtung.
The invention further relates to a method for detecting object properties, comprising:
  • - Detection of coordinate values of an object with a coordinate measuring machine;
  • - Detection of a hardness property (eg a Vickers hardness and / or a hardness measured value, eg a UCI measured value) of the same object with a hardness test device guided (and / or coupled to) by the coordinate measuring machine.

Zum Erfassen der Koordinatenwerte kann das Koordinatenmessgerät mit einem Koordinatenmesssensor gekoppelt sein und diesen relativ zu dem Objekt positionieren. In gleicher Weise können zum Erfassen der Härteeigenschaft (und insbesondere einer Vickershärte) des Objekts mittels des Koordinatenmessgeräts Relativbewegungen zwischen dem Objekt und der Härteprüfvorrichtung erzeugt werden.To detect the coordinate values, the coordinate measuring device can be coupled to a coordinate measuring sensor and position it relative to the object. In the same way, relative movements between the object and the hardness testing device can be generated to detect the hardness property (and in particular a Vickers hardness) of the object by means of the coordinate measuring device.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts, umfassend wenigstens einen der folgenden Schritte:

  • - Erzeugen zumindest eines Teils einer Prüfkraft zum Durchführen einer Härteprüfung eines Objekts mit einem Koordinatenmessgerät;
  • - Erfassen eines im Rahmen einer Härteprüfung erzeugten Oberflächeneindrucks in einem Objekt mit einer von einem Koordinatenmessgerät geführten (vorzugsweise optischen) Erfassungseinheit.
The invention further relates to a method for detecting a hardness property of an object, comprising at least one of the following steps:
  • Generating at least part of a test force for performing a hardness test of an object with a coordinate measuring machine;
  • - Detection of a surface impression generated as part of a hardness test in an object with a (preferably optical) detection unit guided by a coordinate measuring machine.

Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Erfassen von Objekteigenschaften, umfassend:

  • - Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts mit einer von dem Koordinatenmessgerät geführten Härteprüfvorrichtung.
Finally, the invention also relates to a method for detecting object properties, comprising:
  • - Detection of a hardness property of an object with a hardness tester guided by the coordinate measuring machine.

Die Verfahren können jeglichen weiteren Schritt, jegliche Weiterbildung und jegliches weitere Merkmal umfassen, um sämtliche der vorstehenden oder nachstehenden Wechselwirkungen, Betriebszustände und Funktionen bereitzustellen. Insbesondere können jegliche vorstehenden oder nachstehenden Erläuterungen und Weiterbildungen der Anordnungsmerkmale auch auf die gleichlautenden Verfahrensmerkmale zutreffen und/oder bei diesen vorgesehen sein. Insbesondere kann das Verfahren mit einer Anordnung gemäß jeglichen der vorstehenden oder nachstehenden Aspekte ausführbar sein oder ausgeführt werden.The methods can include any further step, any further development and any further feature in order to provide all of the above or below interactions, operating states and functions. In particular, any above or below explanations and developments of the arrangement features may also apply to the identical process features and / or be provided in these. In particular, the method can be or can be carried out with an arrangement according to any of the above or the following aspects.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert. Es stellt dar:

  • 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung, mit der ein erfindungsgemäße Verfahren ausführbar ist.
An embodiment of the invention is explained below with reference to the attached schematic figures. It shows:
  • 1 a perspective view of an arrangement according to the invention, with which a method according to the invention can be carried out.

In 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 60 gezeigt, die ein Messgerät in Form eines Koordinatenmessgeräts (KMG) 11 umfasst. Das KMG 11 dient allgemein dazu, einen daran an gekoppelten Sensor relativ zu einem zu vermessenden Messobjekt 24 zu positionieren.In 1 is an arrangement according to the invention 60 shown a measuring device in the form of a coordinate measuring machine (CMM) 11 includes. The KMG 11 generally serves to connect a sensor coupled to it relative to a measurement object to be measured 24 to position.

In an sich prinzipiell bekannter Weise ist das KMG 11 in Portalbauweise ausgebildet und umfasst einen Messtisch 1, über dem Säulen 2, 3 verfahrbar sind, die zusammen mit einem Querträger 4 ein Portal des KMG 11 bilden. Der Querträger 4 ist an seinen gegenüberliegenden Enden mit den Säulen 2 bzw. 3 verbunden, die auf dem Messtisch 1 längsverschieblich entlang einer ersten Achse (X-Achse) des KMG 11 gelagert sind.The KMG is known in principle 11 trained in portal construction and includes a measuring table 1 , above the pillars 2 . 3 are movable together with a cross member 4 a portal of the KMG 11 form. The cross member 4 is at its opposite ends with the pillars 2 respectively. 3 connected that on the measuring table 1 longitudinally displaceable along a first axis (X axis) of the CMM 11 are stored.

Der Querträger 4 ist mit einem Querschlitten 7 kombiniert, welcher luftgelagert entlang dem Querträger 4 sowie einer zweiten Achse (Y-Achse) des KMG 11 beweglich ist. Die momentane Position des Querschlittens 7 relativ zu dem Querträger 4 kann mit einem Positionsmesssystem der Y-Achse festgestellt werden, das eine Maßstabsteilung 6 umfasst werden. Allgemein umfassen jegliche X-, Y-und Z-Achsen des KMG 11 ein derartiges Positionsmesssystem, was in 1 jedoch nicht für sämtliche Achsen gezeigt ist.The cross member 4 is with a cross slide 7 combined, which air-bearing along the cross member 4 as well as a second axis (Y axis) of the CMM 11 is mobile. The current position of the cross slide 7 relative to the cross member 4 can be determined with a position measuring system of the Y axis, which is a scale division 6 are included. Generally, any X, Y, and Z axes include the CMM 11 such a position measuring system, which in 1 but is not shown for all axes.

An dem Querschlitten 7 ist eine in vertikaler Richtung und somit entlang einer Z-Achse des KMG 11 bewegliche Pinole 8 gelagert, die an ihrem unteren Ende über einen Schnittstellenbereich 10 mit einem Koordinatenmesssensor 5 verbunden ist. An dem Koordinatenmesssensor 5 ist ein taktil abtastender Taststift 9 angeordnet. Anstelle des Taststifts 9 könnte der Koordinatenmesssensor 5 ebenso einen berührungslos abtastenden Sensor umfassen, insbesondere einen Lasersensor. Der Schnittstellenbereich 10 ermöglicht eine mechanische und optional auch eine signalübertragene und/oder elektrische Verbindung des KMG 11 mit dem Koordinatenmesssensor 5. Letzterer kann von dem KMG 11 über das Antreiben von der X-Y-Z-Achsen im Raum positioniert werden.On the cross slide 7 is one in the vertical direction and thus along a Z axis of the CMM 11 movable quill 8th stored at its lower end via an interface area 10 with a coordinate measuring sensor 5 connected is. On the coordinate measuring sensor 5 is a tactile stylus 9 arranged. Instead of the stylus 9 could be the coordinate measuring sensor 5 likewise comprise a contactlessly scanning sensor, in particular a laser sensor. The interface area 10 enables a mechanical and optionally also a signal-transmitted and / or electrical connection of the CMM 11 with the coordinate measuring sensor 5 , The latter can be obtained from the KMG 11 can be positioned in space by driving the XYZ axes.

Auf dem Messtisch 1 kann optional ein zusätzlicher drehbarer Messtisch 13 angeordnet werden, auf dem das zu vermessende oder, anders ausgedrückt, zu überprüfende Messobjekt 24 angeordnet ist. Das Messobjekt 24 kann durch Drehung des optionalen Messtisches 13 um eine vertikale Drehachse gedreht werden kann.On the measuring table 1 can optionally have an additional rotating measuring table 13 be arranged on which the measurement object to be measured or, in other words, to be checked 24 is arranged. The measurement object 24 can be done by rotating the optional measuring table 13 can be rotated about a vertical axis of rotation.

Ferner ist auf dem Messtisch 1 ein Magazin 14 angeordnet, in dem verschiedene Taststifte angeordnet werden können, die gegen den Taststift 9 ausgetauscht werden können, falls dieser abnehmbar an dem Koordinatenmesssensor 5 angeordnet ist. In dem gezeigten Fall umfasst das Magazin 14 jedoch eine Härteprüfvorrichtung 20, die einen pyramidenförmigen Eindringkörper (oder auch Eindruckkörper) 22 umfasst. Der Eindringkörper 22 ist als eine Vickerspyramide ausgebildet.Also on the measuring table 1 a magazine 14 arranged in which various styli can be arranged against the stylus 9 can be exchanged if it is detachable on the coordinate measuring sensor 5 is arranged. In the case shown, the magazine comprises 14 however, a hardness tester 20 that have a pyramidal indentor (or indentor) 22 includes. The indenter 22 is designed as a Vickers pyramid.

In dem gezeigten Beispiel wird mit der Härteprüfvorrichtung 20 ein übliches Vickers-Härteprüfverfahren durchgeführt. Es kann aber ebenso vorgesehen sein, eine UCI-Härteprüfvorrichtung zu verwenden, mit dem eine vorstehend allgemein geschilderte UCI-Messung durchgeführt wird. In diesem Fall ist es zum Beispiel nicht erforderlich, einen Oberflächeneindruck gemäß den nachfolgenden Ausführungen optisch zu erfassen, da es stattdessen auf Schwingungen innerhalb der Härteprüfvorrichtung ankommt.In the example shown, the hardness tester is used 20 carried out a common Vickers hardness test method. However, it can also be provided to use a UCI hardness testing device with which a UCI measurement generally described above is carried out. In this case, for example, it is not necessary to optically record a surface impression in accordance with the following explanations, since vibrations within the hardness testing device are important.

Ferner zeigt 1 schematisch eine Steuereinrichtung 12 des KMG 60, die beispielsweise durch einen Computer realisiert werden kann, der über Software und zumindest einen Datenspeicher 15 verfügt und der über Signal- und Steuerleitungen mit ansteuerbaren Komponenten des Koordinatenmessgerätes 60 verbunden ist, insbesondere mit Antrieben. Außerdem ist die Steuereinrichtung 12 über eine Messdatenverbindung mit denjenigen Elementen des KMG 60 verbunden, die zur Ermittlung von Messwerten eingesetzt werden, also insbesondere dem mit dem Schnittstellenbereich 10 aktuell verbundenen Sensor und/oder den Positionsmesssystemen der einzelnen Achsen des KMG 11.Furthermore shows 1 schematically a control device 12 of the KMG 60 , for example, by a computer can be implemented using software and at least one data store 15 has and the signal and control lines with controllable components of the coordinate measuring machine 60 is connected, in particular with drives. In addition, the control device 12 via a measurement data connection with those elements of the CMM 60 connected, which are used to determine measured values, in particular that with the interface area 10 currently connected sensor and / or the position measuring systems of the individual axes of the CMM 11 ,

In dem gezeigten Beispiel kann wenigstens einer von dem Koordinatenmesssensor 5 und der Härteprüfvorrichtung 20 dazu eingerichtet sein, zum Beispiel mittels einer integrierten Auswerteeinrichtung selbstständig Messwerte zu ermitteln und an die Steuereinrichtung 12 zu übermitteln. Alternativ können der Koordinatenmesssensor 5 und/oder die Härteprüfvorrichtung 20 Messsignale an die Steuereinrichtung 12 übermitteln, die dann zum Beispiel über eine Auswertefunktion Messwerte aus den Messsignalen erzeugt. Die ermittelten Messwerte von jeglichen der Sensoren 5, 20 können als resultierende Messergebnisse zum Beispiel in Form eines Ergebnisdatensatzes in dem Datenspeicher 15 gespeichert werden.In the example shown, at least one of the coordinate measuring sensors can 5 and the hardness tester 20 be set up to independently determine measured values, for example by means of an integrated evaluation device, and to the control device 12 to transmit. Alternatively, the coordinate measuring sensor 5 and / or the hardness tester 20 Measurement signals to the control device 12 transmit, which then generates measurement values from the measurement signals, for example via an evaluation function. The measured values obtained from any of the sensors 5 . 20 can be used as the resulting measurement results, for example in the form of a result data record in the data memory 15 get saved.

Die Anordnung 60 ist in dem gezeigten Auszugsbeispiel derart betreibbar, dass ein Messobjekt 24 sowohl mit dem Koordinatenmesssensor 5 als auch der Härteprüfvorrichtung 20 erfass- bzw. vermessbar ist. Hierfür kann das KMG 11 einen automatischen Sensorwechsel vornehmen, indem sie den aktuell an gekoppelten Sensor 5, 20 in dem Magazin 14 positioniert und einen anderen in dem Magazin 14 angeordneten Sensor (im gezeigten Fall der Härteprüfvorrichtung 20) mit dem Schnittstellenbereich 10 gekoppelt. Hierfür muss der Schnittstellenbereich 10 über die Achsen des KMG 11 oberhalb des Magazins 14 positioniert und eine an sich bekannte Wechsel-Aktorik dieses Schnittstellenbereichs 10 aktiviert werden.The order 60 can be operated in the excerpt shown such that a measurement object 24 both with the coordinate measuring sensor 5 as well as the hardness tester 20 is detectable or measurable. The KMG can do this 11 perform an automatic sensor change by changing the currently connected sensor 5 . 20 in the magazine 14 positioned and another in the magazine 14 arranged sensor (in the case shown the hardness tester 20 ) with the interface area 10 coupled. For this, the interface area 10 about the axes of the KMG 11 above the magazine 14 positioned and a known switch actuator of this interface area 10 to be activated.

Um eine Härteprüfung vorzunehmen, kann das KMG 11 daraufhin die Härteprüfvorrichtung 20 in Richtung des Messobjekts 24 bewegen, insbesondere derart, dass der Eindringkörper 22 eine Objektoberfläche kontaktiert. Anschließend kann über einen nicht gesondert dargestellten Aktor eine Prüfkraft erzeugt werden, mit der der Eindringkörper 22 in die Objektoberfläche hineingedrückt wird. Dort entsteht eine lokale Verformung in Form eines (hohl-)pyramidenförmigen Oberflächeneindrucks. Der Aktor kann als der Antrieb von insbesondere der Z-Achse des KMG 11 bereitgestellt sein. Alternativ kann ein von den Antrieben der KMG-achsen unabhängiger Aktor bereitgestellt sein. Dieser kann zum Beispiel in das KMG 11 und insbesondere die Pinole 8 integriert sein und/oder in die Härteprüfvorrichtung 20 (zum Beispiel in Form eines verlagerbaren Zylinders, der den Eindringkörper 22 gegen und in die Objektoberfläche drückt). Über eine geeignete Ansteuerung des Aktors (beispielsweise mit der Steuereinrichtung 12) kann daraufhin eine definierte Prüfkraft erzeugt werden.To carry out a hardness test, the KMG 11 then the hardness tester 20 towards the measurement object 24 move, especially such that the indenter 22 contacted an object surface. A test force can then be generated by an actuator (not shown separately) with which the indenter 22 is pressed into the object surface. There is a local deformation in the form of a (hollow) pyramid-shaped surface impression. The actuator can be used to drive the Z-axis of the CMM in particular 11 be provided. Alternatively, an actuator that is independent of the drives of the CMM axes can be provided. This can, for example, in the KMG 11 and especially the quill 8th be integrated and / or in the hardness tester 20 (For example in the form of a displaceable cylinder that holds the indenter 22 presses against and into the object surface). Via a suitable control of the actuator (for example with the control device 12 ) a defined test force can then be generated.

Wurde auf diese Weise ein Oberflächeneindruck in dem Messobjekt 24 erzeugt, kann dieser zum Beispiel optisch erfasst werden. In dem gezeigten Beispiel ist eine optische Erfassungseinheit 25 (zum Beispiel in Form einer Kamera) in die Härteprüfvorrichtung 20 integriert und mit einer analogen Ausrichtung wie der Eindringkörper 22 auf das Messobjekt 24 richtbar. In 1 ist die Erfassungseinheit 25 dabei beispielhaft als an dem Eindringkörper 22 angeordnetes separates Bauelement dargestellt. Die Erfassungseinheit 25 kann aber auch an dem KMG 11 angeordnet sein, beispielsweise an der Pinole 8.In this way, a surface impression was made in the measurement object 24 generated, this can be optically recorded, for example. In the example shown is an optical detection unit 25 (for example in the form of a camera) into the hardness tester 20 integrated and with an analog orientation like the indenter 22 on the measurement object 24 directable. In 1 is the registration unit 25 exemplary as on the indenter 22 arranged separate component shown. The registration unit 25 can also on the KMG 11 be arranged, for example on the quill 8th ,

Über ein von der Erfassungseinheit 25 erfasstes Bild können Diagonalen des Oberflächeneindrucks (vorzugsweise die Diagonalen einer quadratischen Grundfläche des Oberflächeneindrucks) bestimmt werden, um in an sich bekannter Weise eine Härteeigenschaft zum Beispiel in Form einer Vickershärte des Messobjekts 24 zu ermitteln. Ein solcher Messwert kann anschließend in dem Datenspeicher 15 gespeichert werden.Via one from the registration unit 25 captured image, diagonals of the surface impression (preferably the diagonals of a square base of the surface impression) can be determined in order to have a hardness property in a manner known per se, for example in the form of a Vickers hardness of the measurement object 24 to investigate. Such a measured value can then be stored in the data memory 15 get saved.

Nachdem das Messobjekt 24 somit von beiden Sensoren 15, 20 erfasst wurde, können in dem Datenspeicher 15 sowohl Härte-Messwerte als auch Koordinatenmesswerte für ein und dasselbe Objekt 24 vorliegen. Diese können einem Benutzer auch gemeinsam angezeigt werden und/oder als ein gemeinsamer Ergebnisdatensatz hinterlegt und abrufbar sein.After the measurement object 24 thus from both sensors 15 . 20 was recorded in the data memory 15 both hardness measurements and coordinate measurements for one and the same object 24 available. These can also be displayed together to a user and / or stored and called up as a common result data record.

Insgesamt kann somit mit lediglich einem Gerät (nämlich dem KMG 11) ein Messobjekt 24 hinsichtlich mehrerer Eigenschaften, nämlich Härteeigenschaften sowie dessen Koordinaten, vermessen werden, ohne dass das Messobjekt 24 in dem Arbeitsraum eines anderen Gerätes angeordnet werden muss oder ein weiteres separates Gerät (insbesondere zur Härteprüfung) bereitgestellt werden muss. Dies mindert die Kosten und reduziert den für eine Objektprüfung erforderlichen Zeitaufwand.All in all, only one device (namely the KMG 11 ) a measurement object 24 with regard to several properties, namely hardness properties and its coordinates, are measured without the measurement object 24 must be arranged in the work area of another device or another separate device (especially for hardness testing) must be provided. This reduces costs and reduces the time required for an object inspection.

Zu beachten ist ferner, dass nachdem entsprechende Programmanweisungen zum Beispiel in den Datenspeicher 15 der Steuereinrichtung 12 hinterlegt sind, eine vollständige Koordinaten- und Härtemessung für das Messobjekt 24 ohne weitere Benutzereingaben automatisch durchführbar ist. Dies kann insbesondere den geschilderten automatischen Sensorwechsel mithilfe des Magazins 14 umfassen.It should also be noted that after corresponding program instructions, for example, in the data memory 15 the control device 12 a complete coordinate and hardness measurement for the measurement object 24 can be carried out automatically without further user input. This can in particular be the automatic sensor change described using the magazine 14 include.

Schließlich ist allgemein darauf hinzuweisen, dass mit dem Koordinatenmessgerät 11 statt der Härteprüfvorrichtung 20 auch andere Sensoren geführt werden könnten, beispielsweise zur Schichtdickenmessung und/oder zur Bestimmung der Trockenschichtdicke. In diesem Fall könnte analog zum vorstehenden Beispiel zwischen einem Koordinatenmesssensor 5 und einem Schichtdickensensor automatisch gewechselt werden.Finally, it should generally be pointed out that with the coordinate measuring machine 11 instead of the hardness tester 20 other sensors could also be guided, for example for measuring the layer thickness and / or for determining the dry layer thickness. In this case, it could be analogous to the example above between a coordinate measuring sensor 5 and a layer thickness sensor can be changed automatically.

Claims (10)

Anordnung (60), mit: - einem Koordinatenmessgerät (11); - einem Koordinatenmesssensor (5); und - einer Härteprüfvorrichtung (20); wobei die Härteprüfvorrichtung (20) und der Koordinatenmesssensor (5) wahlweise an dem Koordinatenmessgerät (11) anordenbar sind.Arrangement (60), with: - a coordinate measuring machine (11); - a coordinate measuring sensor (5); and - a hardness tester (20); wherein the hardness testing device (20) and the coordinate measuring sensor (5) can optionally be arranged on the coordinate measuring machine (11). Anordnung (60) nach Anspruch 1, wobei das Koordinatenmessgerät (11) dazu eingerichtet ist, automatisch zwischen dem Koordinatenmesssensor (5) und der Härteprüfvorrichtung (20) zu wechseln.Arrangement (60) after Claim 1 , wherein the coordinate measuring device (11) is set up to automatically switch between the coordinate measuring sensor (5) and the hardness testing device (20). Anordnung (60) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Koordinatenmessgerät (5) dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer zum Durchführen einer Härteprüfung erforderlichen Prüfkraft zu erzeugen.Arrangement (60) after Claim 1 or 2 The coordinate measuring device (5) is set up to generate at least part of a test force required to carry out a hardness test. Anordnung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Koordinatenmessgerät (11) und/oder die Härteprüfvorrichtung (20) einen Aktor umfassen, der dazu eingerichtet ist, zumindest einen Teil einer zum Durchführen einer Härteprüfung erforderlichen Prüfkraft zu erzeugen.Arrangement (60) according to one of the preceding claims, wherein the coordinate measuring machine (11) and / or the hardness test device (20) comprise an actuator which is set up to generate at least part of a test force required to carry out a hardness test. Anordnung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine im Rahmen einer Härteprüfung erzeugte Eindrucktiefe zumindest teilweise mittels wenigstens einem Positionsmesssystem des Koordinatenmessgeräts (11) ermittelbar ist.Arrangement (60) according to one of the preceding claims, wherein an indentation depth generated as part of a hardness test can be determined at least partially by means of at least one position measuring system of the coordinate measuring machine (11). Anordnung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Erfassungseinheit (25), die dazu eingerichtet ist, einen im Rahmen einer Härteprüfung in einer Objektoberfläche erzeugten Oberflächeneindruck zu erfassen.Arrangement (60) according to one of the preceding claims, further comprising a detection unit (25) which is set up to detect a surface impression generated in the course of a hardness test in an object surface. Anordnung (60) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei ein Objekt (24) sowohl mit der Härteprüfvorrichtung (20) als auch mit dem Koordinatenmesssensor (5) erfassbar ist und die Anordnung (60) dazu eingerichtet ist, Messinformationen für das Objekt (24) anhand der Messergebnisse von sowohl der Härteprüfvorrichtung (20) als auch dem Koordinatenmesssensor (5) zu erzeugen.Arrangement (60) according to one of the preceding claims, wherein an object (24) can be detected both with the hardness testing device (20) and with the coordinate measuring sensor (5) and the arrangement (60) is set up to provide measurement information for the object (24) on the basis of the measurement results from both the hardness testing device (20) and the coordinate measuring sensor (5). Verfahren zum Erfassen von Objekteigenschaften, umfassend: - Erfassen von Koordinatenwerten eines Objekts (24) mit einem Koordinatenmessgerät (11); - Erfassen einer Härteeigenschaft desselben Objekts (24) mit einer von dem Koordinatenmessgerät (11) geführten Härteprüfvorrichtung (20).A method for capturing object properties, comprising: - Detecting coordinate values of an object (24) with a coordinate measuring device (11); - Detecting a hardness property of the same object (24) with a hardness testing device (20) guided by the coordinate measuring device (11). Verfahren zum Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts (24), insbesondere gemäß Anspruch 8, umfassend wenigstens einen der folgenden Schritte: - Erzeugen zumindest eines Teils einer Prüfkraft zum Durchführen einer Härteprüfung eines Objekts (24) mit einem Koordinatenmessgerät (11); - Erfassen eines im Rahmen einer Härteprüfung erzeugten Oberflächeneindrucks in einem Objekt (24) mit einer von einem Koordinatenmessgerät (11) geführten Erfassungseinheit (25).Method for detecting a hardness property of an object (24), in particular according to Claim 8 , comprising at least one of the following steps: - generating at least part of a test force for carrying out a hardness test of an object (24) with a coordinate measuring machine (11); - Detection of a surface impression generated as part of a hardness test in an object (24) with a detection unit (25) guided by a coordinate measuring machine (11). Verfahren zum Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts (24), umfassend: - Erfassen einer Härteeigenschaft eines Objekts (24) mit einer von einem Koordinatenmessgerät (11) geführten Härteprüfvorrichtung (20).A method of detecting a hardness property of an object (24), comprising: - Detecting a hardness property of an object (24) with a hardness testing device (20) guided by a coordinate measuring machine (11).
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