DE10258579B4

DE10258579B4 - measuring device

Info

Publication number: DE10258579B4
Application number: DE2002158579
Authority: DE
Original assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Current assignee: Carl Mahr Holding GmbH
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2022-12-17
Also published as: DE10258579A1

Abstract

Messeinrichtung (1), insbesondere zur punktweisen Vermessung von Werkstückoberflächen durch mechanische Antastung,
mit einem Taster (4), der einen Tastkörper (7) aufweist und im Raum beweglich und zur Antastung einer Werkstückoberfläche eingerichtet ist,
mit einem Krafterzeugungsmittel, zur Festlegung der Tastkraft, mit der der Tastkörper (7) die Werkstückoberfläche berührt,
mit wenigstens einer mit dem Taster (4) nicht mitbewegbaren berührungslosen Position-Messeinrichtung (14) zur wenigstens teilweisen Erfassung der räumlichen Position des Tastkörpers (7) oder eines den Taster (4) führenden Trägers (18), wobei
a. der Taster (4) wenigstens einen zwischen dem Tastkörper (7) und einer Positionier- bzw. Handhabungseinrichtung (15 bzw. 19) angeordneten Kraftgenerator (21) aufweist,
b. zu beiden Seiten des Kraftgenerators (21) jeweils wenigstens ein Positionsindikator (8, 9, 10, 11) vorgesehen ist, der zu der Positions-Messeinrichtung (14) gehört, und
c. eine Richtungs-Messeinrichtung durch die Positions-Messeinrichtung (14) in Verbindung mit einer Verarbeitungseinheit (16) gebildet ist, die Ausgangs-Signale der Positions-Messeinrichtung (14) auswertet,...Measuring device (1), in particular for pointwise measurement of workpiece surfaces by mechanical probing,
with a push-button (4), which has a feeler body (7) and is movable in space and arranged for probing a workpiece surface,
with a force generating means for determining the tactile force with which the feeler body (7) touches the workpiece surface,
with at least one contactless position-measuring device (14) which can not be moved with the pushbutton (4) for at least partially detecting the spatial position of the feeler body (7) or a support (18) guiding the pushbutton (4), wherein
a. the pushbutton (4) has at least one force generator (21) arranged between the feeler body (7) and a positioning or handling device (15 or 19),
b. on each side of the force generator (21) at least one position indicator (8, 9, 10, 11) is provided, which belongs to the position-measuring device (14), and
c. a direction-measuring device is formed by the position-measuring device (14) in conjunction with a processing unit (16) which evaluates output signals of the position-measuring device (14), ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Messeinrichtung, die insbesondere zur punktweisen Vermessung von Werkstückoberflächen durch mechanische Antastung geeignet ist.The The invention relates to a measuring device, in particular for pointwise Measurement of workpiece surfaces by mechanical probing is suitable.

Beim Vermessen von Werkstückoberflächen mittels Tastsystemen, wird in der Regel ein Tastelement an eine Werkstückoberfläche eines ruhend gelagerten Werkstücks herangeführt und mit definierter Kraft an diese angedrückt. Das Tastelement ist in bestimmten vorgegebenen Richtungen beweglich gehalten und wird beim Antasten der Werkstückoberfläche gegen eine Bezugsbasis ausgelenkt. Die Auslenkung Relativ zu einem Tastkopf kann durch entsprechende mechanische Messeinrichtungen erfasst werden. Derartige Anordnungen sind z.B. aus der DE 196 41 720 bekannt.When measuring workpiece surfaces by means of touch probes, a probe element is usually brought to a workpiece surface of a stationary mounted workpiece and pressed with a defined force to this. The probe element is held in certain predetermined directions movable and is deflected when touching the workpiece surface against a reference base. The deflection Relative to a probe can be detected by appropriate mechanical measuring devices. Such arrangements are for example from the DE 196 41 720 known.

Die DE 19 41 720 A1 offenbart eine Messmaschine mit einem Messkopf mit einer Aufspanneinrichtung für ein ortsfest zu lagerndes und zu vermessendes Werkstück. Der genannte Messkopf ist an einer Führung in mindestens drei unterschiedlichen Raumrichtungen verfahrbar gelagert. Der den Messkopf lagernde Arm enthält außerdem eine Schwenkachse.The DE 19 41 720 A1 discloses a measuring machine with a measuring head with a clamping device for a stationary to be stored and measured workpiece. Said measuring head is movably mounted on a guide in at least three different spatial directions. The arm supporting the probe also includes a pivot axis.

Der Tastkopf enthält einen Taststift mit einer an seinem Ende vorgesehen Tastkugel als Tastkörper. Die Auslenkung der Tastkugel gegen den Träger des Tastkopfs wird durch X-, Y- und Z-Messsysteme erfasst.Of the Probe contains a stylus with a probe ball provided at its end as Sensing body. The deflection of the probe ball against the wearer of the probe is through X, Y and Z measuring systems detected.

Die Messsysteme liefern Daten, die die Auslenkung der Tastkugel gegen den Träger kennzeichnen. Um die Position der Tastkugel an dem Werkstück bestimmen zu können, ist zusätzlich die genaue Kenntnis der Position des den Messkopf führenden Trägers erforderlich. Zur Erfassung derselben sind Bezugslinien und Maßverkörperungen an jeder Achse erforderlich.The Measuring systems provide data that counteract the deflection of the probe ball the carrier mark. To determine the position of the probe ball on the workpiece to be able to is additional the exact knowledge of the position of the measuring head leading carrier required. To capture the same are reference lines and material measures required on each axis.

Aus der DE 43 45 091 A1 ist ebenfalls eine Messmaschine mit einem Tastkopf bekannt, wobei zur Aufspannung des Werkstücks ein Rundtisch vorgesehen ist. Auch bei dieser Messmaschine ergeben sich die Messwerte an dem Werkstück durch entsprechende Verknüpfung der von den Tastkopf gelieferten Messwerte mit Positionswerten, die die Position des Tastkopfs kennzeichnen.From the DE 43 45 091 A1 Also, a measuring machine with a probe is known, wherein for clamping the workpiece, a rotary table is provided. In the case of this measuring machine, too, the measured values on the workpiece result from a corresponding combination of the measured values supplied by the probe with position values which characterize the position of the probe.

Die präzise Führung des Tastkopfs und dessen Positionsbestimmung stellt hohe Ansprüche an die Messmaschine und die Positionserfassung an jeder Verstellachse. Die Messmaschine weist eine erste Schlittenführung mit einem Schlitten auf, der in einer ersten Richtung verstellbar ist und dessen Position mit einer ersten Messeinrichtung erfasst wird. Dabei ist nicht nur eine Längenerfassung erforderlich. Um Linearitätsfehler der Führung ausgleichen zu können, ist häufig zusätzlich die Abstandsmessung zu einem parallelen Bezugslineal erforderlich.The precise guide of the probe and its positioning makes high demands on the measuring machine and the position detection on each adjustment axis. The measuring machine has a first slide guide with a sled that can be adjusted in a first direction is and detects its position with a first measuring device becomes. It is not just a length measurement required. Around linearity error the leadership to be able to balance is common additionally the distance measurement to a parallel reference ruler required.

Der erste Schlitten trägt eine weitere Schlittenführung mit einem zweiten Schlitten, dessen Position gegen den ersten Schlitten zu erfassen ist. Der zweite Schlitten trägt letzendlich eine weitere Schlittenführung und ein Messsystem. Die Tastkopfposition ergibt sich dann aus den Messwerten an allen drei Schlittenführungen. Fehler können sich somit addieren. Außerdem ist der sensorische Aufwand hoch.Of the first sled carries another slide guide with a second carriage whose position is against the first carriage is to capture. The second sled finally carries another Slide guide and a measuring system. The probe position then results from the measured values on all three slide guides. Errors can Add up. Furthermore is the sensory effort high.

Es sind darüber hinaus Messeinrichtungen bekannt, die die Position eines Tastkörpers berührungslos von einer ruhenden Basis aus erfassen.It are over it In addition, measuring devices known, the position of a probing body of contactless capture from a dormant base.

Z.B. offenbaren die WO 93/07443 A1 und die DE 26 05 772 A1 jeweils eine Messeinrichtung mit einem starren Tastelement, das von Hand geführt wird und zur Antastung einer Werkstückoberfläche dient. An dem Tastelement sind mehrere Signalgeber in Form von Lichtquellen angeordnet, die im Sichtbereich von zwei Kameras liegen. Eine Auswerteeinrichtung dient der Bestimmung der Raumposition des Tastelements und somit des Tastpunkts.For example, WO 93/07443 A1 and the DE 26 05 772 A1 in each case a measuring device with a rigid probe element, which is guided by hand and serves for probing a workpiece surface. On the probe element several signal transmitters are arranged in the form of light sources, which are within the field of view of two cameras. An evaluation device serves to determine the spatial position of the probe element and thus of the probe point.

Die Genauigkeit der Messung hängt nicht zuletzt wegen der infolge manueller Einflüsse schwankenden Messkraft von dem Geschick des Bedieners ab.The Accuracy of the measurement depends not least because of the fluctuating due to manual influences measuring force from the skill of the operator.

Die DE 101 18 668 A1 offenbart eine Koordinatenmessvorrichtung mit einem Taster, der einen Tripelspiegel als Reflektor für einen Messlichtstrahl aufweist. Die Bestimmung der Tasterposition erfolgt durch Messung der Distanz und der Winkellage des Tasters.The DE 101 18 668 A1 discloses a coordinate measuring apparatus with a stylus having a triple mirror as a reflector for a measuring light beam. The probe position is determined by measuring the distance and the angular position of the probe.

Diese Art der Messung ist mit Messunsicherheiten behaftet.These Type of measurement is subject to measurement uncertainties.

Aus der DE 100 48 097 A1 ist die Antastung eines Werkstücks mit einem Tastkopf bekannt, der die Werkstückoberfläche in einem Tastpunkt mit einem Laserstrahl antastet. Der Tastkopf wird von einem Roboter geführt. Die Position des Tastkopfs wird mittels einer ruhenden Referenzstation aus berührungslos bestimmt, die drei Reflektoren aufweist. Der Tastkopf ist mit einer Sender/Empfänger-Einheit versehen, die anhand der ausgesandten, reflektierten und empfangenen Signale ihre eigene Position und somit die Position des Tastkopfs bestimmt.From the DE 100 48 097 A1 the probing of a workpiece with a probe is known, which contacts the workpiece surface in a touch point with a laser beam. The probe is guided by a robot. The position of the probe is determined contactlessly by means of a stationary reference station comprising three reflectors. The probe is provided with a transmitter / receiver unit, which determines their own position and thus the position of the probe based on the emitted, reflected and received signals.

Aus der DE 101 26 753 A1 ist es außerdem bekannt, bei einem Koordinatenmessgerät zur Genauigkeitssteigerung die Position des Messkopfs nicht nur über die Maßstäbe der den Messkopf tragenden Achsen sondern zusätzlich über zumindest einen Lichtstrahl zu vermessen. Die auf diese Weise bestimmte Distanz zwischen dem Messkopf und einer Messeinrichtung ist ein zusätzlicher Messwert der mit den von den Achsen gelieferten Messwerten verrechnet wird, um insgesamt die Genauigkeit zu erhöhen.From the DE 101 26 753 A1 It is also known, in a coordinate measuring machine to increase the accuracy of the position of the measuring head not only on the scales of the head bearing the measuring head but also via at least one light beam to measure. The thus determined distance between the measuring head and a measuring device is an additional measured value which is offset with the measured values supplied by the axes in order to increase the overall accuracy.

Es handelt sich hier um ein verbessertes Koordinatenmessgerät mit messenden Achsen.It This is an improved coordinate measuring machine with measuring Axes.

Aus der DE 36 29 689 A1 ist eine Positionsmessvorrichtung zur punktweisen Vermessung eines Werkstücks bekannt, bei dem mit einem nach Art eines Roboterarms ausgebildeten Arm ein Taststift an ein Werkstück angenähert ist, um dieses anzutasten. Der Taststift ist mit einem Stab verbunden, der zwei Peilmarken trägt. Die Position der Peilmarken wird über Lasertriangulation bestimmt.From the DE 36 29 689 A1 For example, there is known a position measuring device for pointwise measurement of a workpiece, in which a stylus is approximated to a workpiece with an arm formed in the manner of a robot arm in order to engage it. The stylus is connected to a rod which carries two bearing marks. The position of the bearing marks is determined by laser triangulation.

Die genaue Bestimmung der Koordinaten des Tastpunkts setzt jedoch die Kenntnis des Antastpunkts voraus.The However, exact determination of the coordinates of the touch point is the Advance knowledge of the Antastpunkts.

Die DE 41 07 269 A1 beschreibt einen mechanischen Tastkopf sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Flächennormalen der angetasteten Fläche. Dazu wird ein auslenkbarer Taststift an eine Werkstückoberfläche angenähert bis sein Tastkörper die Oberfläche berührt. Die auf den Taststift ausgeübten Kräfte werden sowohl hinsichtlich der Stiftlängsrichtung als auch hinsichtlich wenigstens einer Querrichtung erfasst bzw. es wird die resultierende Kraft in diese Komponenten zerlegt. Die Richtung der resultierenden Kraft stimmt mit der Normalenrichtung der Fläche überein.The DE 41 07 269 A1 describes a mechanical probe and a method for determining the surface normals of the probed surface. For this purpose, a deflectable stylus is approximated to a workpiece surface until its probe touches the surface. The forces exerted on the stylus are detected both with regard to the pin longitudinal direction and with respect to at least one transverse direction or the resulting force is broken down into these components. The direction of the resultant force coincides with the normal direction of the surface.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, die Messeinrichtung zu vereinfachen.From that Based on the object of the invention to simplify the measuring device.

Diese Aufgabe wird mit einer Messeinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.These The object is achieved with a measuring device, the features of the claim 1 has.

Die erfindungsgemäße Messeinrichtung weist ein Tastelement auf, das zum Antasten einer Werkstückoberfläche eingerichtet ist. Mit dem Tastelement steht eine nicht mit dem Tastelement mitbewegbare Positions-Messeinrichtung, z.B. ein Laser-Triangulator in Beziehung. Die Positions-Messeinrichtung ist bspw. ruhend gelagert und misst, wenn das Werkstück angetastet wird, die Position des Tastelements und/oder eines Tastkopfs im Raum und ggfs. seine Lage und oder seine Verformung direkt. Eine Addition mehrerer Messwerte, die in einer Kette dann die Position des Objekts (Tastelement oder Tastkopf) ergeben und die sich daraus ergebende Fehleraddition wird vermieden. Es besteht eine unmittelbare Messverbindung zwischen dem Tastkopf oder dem Tastelement und einer werkstückbezogenen Basis.The Measuring device according to the invention has a probe element, which is set up to touch a workpiece surface is. With the probe element is not mitbewegbare with the probe element Position measuring device, e.g. a laser triangulator in relationship. The position measuring device is, for example, stored in a stationary position and measures, if the workpiece is touched, the position of the probe element and / or a probe in the room and possibly its location and or its deformation directly. A Addition of multiple readings, which in a chain then the position of the object (probe or probe) and the resulting Error addition is avoided. There is an immediate measuring connection between the probe or the probe element and a workpiece-related Base.

Es wird dadurch überflüssig, zunächst die Position irgendeines Zwischenglieds einer Antriebseinrichtung zu bestimmen oder bspw. an jeder Achse einer Führungseinrichtung eine Positionsmesseinrichtung vorzusehen. Ungenauigkeiten der Führung spielen für die Messung keine Rolle.It becomes superfluous, first the Position of any intermediate member of a drive device to determine or, for example, on each axis of a guide means a position measuring device provided. Inaccuracies of leadership play for the measurement not matter.

Außer der Position des Tasters wird zusätzlich bestimmt, an welcher Stelle seiner Oberfläche er das Werkstück berührt. Somit werden die Koordinaten des Berührpunkts bestimmt. Dazu bestimmt eine Richtungs-Messeinrichtung die Richtung der Antastkraft. Die Richtungs-Messeinrichtung kann eine separate Messeinrichtung (z.B. in Form eines den Taststift haltenden Messkopfs) oder als Bestandteil der Positions-Messeinrichtung ausgebildet sein. Die Antastkraft folgt aus der Richtung der Auslenkung des nachgiebig gelagerten Tastkörpers. Der Tastpunkt wird somit durch zwei Messungen, nämlich durch die Messung der Position des Tastkörpers und durch die Messung der Tastrichtung bestimmt. Ist der Tastkörper eine Kugel, führt die Messung der Kugelposition auf die Bestimmung der Position des Kugelmittelpunkts. Die Messung der Tastrichtung erfolgt über die Bestimmung der Auslenkung des Taststifts mit dem Tastkörper gegen seine Führungseinrichtung. Diese kann eine maschinelle Führungseinrichtung oder eine geeignete Handhabe, beispielsweise ein Handgriff sein.Except the Position of the button becomes additional determines at which point of its surface it touches the workpiece. Consequently become the coordinates of the touch point certainly. For this purpose, a direction measuring device determines the direction the probing force. The direction measuring device can be a separate Measuring device (for example in the form of a stylus holding the stylus) or be formed as part of the position-measuring device. The probing force follows from the direction of the deflection of the yielding stored tactile body. The touch point is thus by two measurements, namely by the measurement of Position of the probe and determined by the measurement of the scanning direction. Is the probe body a Ball, leads the measurement of the ball position on the determination of the position of the Sphere center. The measurement of the scanning direction via the Determination of the deflection of the stylus with the probe against his leadership facility. This can be a mechanical guide device or a suitable handle, for example a handle.

Das Tastelement oder der Tastkopf kann bedarfsweise auch von Hand geführt werden. Die nicht mit bewegte Positionsmesseinrichtung findet die Bezugsbasis jeweils anhand ihres eigenen Aufstellorts. Dem Tastelement ist eine Einrichtung zur Einstellung einer relativ eng tolerierten Tastkraft zugeordnet. Diese Einrichtung kann z.B. durch ein Federelement oder einen Federmechanismus gebildet sein, der zwischen einer Handhabe und dem Tastkörper wirkt. Alternativ kann die Gewichtskraft des Tastkörpers oder von mit diesem verbundenen Teilen als Tastkraft erzeugendes Mittel und insoweit als Krafterzeugungseinrichtung dienen. Z.B. kann als Tastelement im einfachsten Falle eine Kugel dienen, die auf die Werkstückoberfläche aufgelegt wird und auf dieser entlang rollt. Die Positions-Messeinrichtung kann durch die Verfolgung ihrer Bahn eine Oberflächenlinie des Werkstücks präzise erfassen. Die Tastkraft ist dabei in allen Bahnpunkten im Wesentlichen gleich.The Probe or the probe can, if necessary, also be done by hand. The non-moving position measuring device finds the reference base each based on their own location. The probe element is a Device for setting a relatively tightly tolerated force assigned. This device may e.g. by a spring element or a spring mechanism may be formed between a handle and the probe body acts. Alternatively, the weight of the probe or of connecting parts connected thereto as a tactile force and insofar serve as a force generating device. For example, can as Tastelement in the simplest case serve a ball on the Workpiece surface applied and roll along this. The position measuring device By tracing its path, it can precisely detect a surface line of the workpiece. The tactile force is essentially the same in all path points.

Es wird für manche Fälle als zweckmäßig angesehen, das Tastelement mittels einer (maschinellen) Positioniereinrichtung im Raum zu führen. Damit lassen sich Werkstückoberflächen dann automatisch vermessen.It is for some cases considered appropriate, the probe element by means of a (mechanical) positioning to lead in the room. This allows workpiece surfaces then automatically measure.

Der Taster weist einen Taststift auf, der an einem Träger z.B. nachgiebig gelagert ist, um beim Heranführen des Tastkörpers an die Werkstückoberfläche eine definierte Antastkraft erzeugen zu können. Der Tastkörper bewegt sich somit gegen den Träger, wenn der Träger zu dem Werkstück bewegt wird. Es kann zwischen dem Träger und dem Tastkörper als Richtungs-Messeinrichtung eine Schalteinrichtung oder eine sonstige Sensoreinrichtung vorgesehen sein, die zur Steuerung der Bewegung des Trägers herangezogen werden kann, um bspw. beim Heranführen an das Werkstück eine gewünschte Tastkraft zu erzeugen. Ist eine gewünschte Relativauslenkung des Tastkörpers zu dem Träger erreicht, kann die Bewegung des Trägers gestoppt werden. Aus der Bestimmung der Richtung der Auslenkung wird auf die Lage des Tastpunkts auf der Tastkörperoberfläche geschlossen. Die Sensoreinrichtung kann durch lineare Wegmessgeber, Winkelgeber, elektrische oder optische Sensoren, interferenzoptische Einrichtungen o.ä. gebildet sein.Of the The stylus has a stylus attached to a support, e.g. is resiliently mounted to at the approach of the probe body the workpiece surface a to generate defined probing force. The probe moves thus against the wearer, if the carrier to the workpiece is moved. It can be between the carrier and the probe body as Direction measuring device a switching device or other Sensor device may be provided, which is used to control the movement of the carrier can be used to, for example, when approaching the workpiece a desired To generate tactile force. Is a desired Relativauslenkung the feeler to the carrier reached, the movement of the carrier can be stopped. From the Determining the direction of the deflection is based on the location of the touch point closed on the probe surface. The sensor device can by linear position encoders, angle encoders, electrical or optical sensors, interference optical devices or the like educated be.

Zusätzlich oder alternativ können zwischen dem Tastelement und dem Träger anstelle einer oder mehrerer Federmittel auch sonstige gesteuerte Kraftgeneratoren wie bspw. Magneteinrichtungen vorgesehen sein.Additionally or alternatively you can between the probe element and the carrier instead of one or more Spring means also other controlled power generators such as. Magnet devices may be provided.

Die Positions-Messeinrichtung kann, wie erwähnt, dazu herangezogen werden, die Position eines Messkopfs zu bestimmen. Die Position des Tastpunkts ist aus der Position des Messkopfs und der Tastkörperauslenkung zu bestimmen. Die direkte Messung der Position des Messkopfs durch eine nicht mit bewegte Positions-Messeinrichtung gestattet die Ausschaltung von Mess- und Führungsfehlern bei der Positionierung des Messkopfs und die Verwendung, bspw. eines herkömmlichen Industrieroboters oder einer anderweitigen Positioniereinrichtung zur Führung des Messkopfs im Raum. Die den Messkopf führende Einrichtung bedarf keiner genauen Sensorik.The Position measuring device can, as mentioned, be used to to determine the position of a measuring head. The position of the touch point is to be determined from the position of the measuring head and the probe deflection. The direct measurement of the position of the measuring head by a not with moving position measuring device allows the elimination of measuring and guiding errors in the positioning of the measuring head and the use, for example. One usual Industrial robot or other positioning to the leadership of the measuring head in the room. The measuring head leading device requires none accurate sensor technology.

Das unmittelbare Zusammenwirken der Positionsmesseinrichtung mit dem Tastelement oder dem Tastkopf gestattet eine unmittelbare Bestimmung der Koordinaten der angetasteten Messpunkte. Es können sich jedoch bei direkter Führung des Tastelements von Hand und direkter Messung der Tastkörperposition Mehrdeutigkeiten ergeben, wenn die Tastrichtung nicht bekannt ist. Wird als Tastkörper bspw. eine Kugel verwendet, ist bei Handführung nicht ohne Weiteres bekannt, an welchem Punkt ihrer Oberfläche sie das Werkstück berührt. Mit Sicherheit bestimmbar ist jedoch in diesem Fall der Mittelpunkt des kugelförmigen Tastkörpers. (Ist der Tastkörper eine Tastspitze, ist die Messung ohne Weiteres eindeutig.) Es sind Möglichkeiten vorhanden, die Tastrichtung und somit den Tastpunkt zu bestimmen.The direct interaction of the position measuring device with the Tastelement or the probe allows an immediate determination the coordinates of the probed measuring points. It can be however with direct guidance of the probe element by hand and direct measurement of the probe body position ambiguities result if the scanning direction is unknown. Is used as a probe bspw. used a ball is not readily known in hand guidance, at which point of its surface she the workpiece touched. Definitely definable in this case, however, is the center of the spherical one Feeler. (Is the probe body a stylus tip, the measurement is readily obvious.) There are options available to determine the scanning direction and thus the touch point.

Dazu kann als Richtungs-Messeinrichtung eine berührungslose Messeinrichtung verwendet werden, die beispielsweise Teil der Positions-Messeinrichtung ist. Dazu wird der Tastkörper (Tastkugel) z.B. selbst als Messkörper in eine Triangulationsmessung einbezogen. Alternativ können ein oder mehrere mit dem Tastkörper starr verbundene Messkörper vorgesehen werden, deren Position stellvertretend für die Position des Tastkörpers im Rahmen einer Triangulationsmessung bestimmt wird. An der Führungseinrichtung, die beispielsweise eine maschinelle mechanische Führungseinrichtung oder auch eine Handführungseinrichtung, z.B. eine geeignete Handhabe (Griff) sein kann, ist der Tastkörper nachgiebig gelagert. Ein zweiter Messkörper oder eine Gruppe solcher Messkörper sind an der Führungseinrichtung starr gelagert. Beim Antasten eines Messpunkts wird der Tastkörper gegen seine Führungseinrichtung (Handhabe) ausgelenkt. Die Triangulationsmessung der mit der Handhabe oder sonstigen Führungseinrichtung verbundenen Messkörper und die Triangulationsmessung der mit dem Tastkörper verbundenen Messkörper oder des Tastkörpers selbst, ergibt als Differenz den Abstand bzw. die Abstandsveränderung zwischen den Führungsmesskörpern und Tastkörpermesskörpern. Daraus lässt sich die Auslenkung und die Auslenkungsrichtung des Tastkörpers und somit die Tastrichtung bestimmen. Mit einer starren Tastkörper-Messkörper-Einheit lassen sich ebenfalls Messpunkte nacheinander aufnehmen, wenn, wie beschrieben, zunächst die Tastkugelmittelpunkte und aus diesen dann die um den Kugelradius parallel versetzten Werkstückoberflächenpunkte bestimmt werden.For this purpose, a non-contact measuring device can be used as a direction-measuring device, which is for example part of the position-measuring device. For this purpose, the probe body (probe ball), for example, itself is included as a measuring body in a triangulation measurement. Alternatively, one or more measuring bodies which are rigidly connected to the feeler body can be provided, the position of which is determined as representative of the position of the feeler body in the context of a triangulation measurement. At the guide device, which may be, for example, a mechanical mechanical guide device or a hand guide device, such as a suitable handle (handle), the probe body is resiliently mounted. A second measuring body or a group of such measuring bodies are rigidly mounted on the guide device. When probing a measuring point of the probe body is deflected against its guide device (handle). The triangulation measurement of the measuring body connected to the handle or other guide device and the triangulation measurement of the measuring body connected to the feeler body or of the feeler body itself gives as difference the distance or the change in distance between the guide measuring bodies and touch body measuring bodies. From this it is possible to determine the deflection and the deflection direction of the feeler body and thus the scanning direction. Measuring points can also be obtained with a rigid probe body unit record successively, if, as described, first the Tastkugelmittelpunkte and from these then the parallel to the spherical radius offset workpiece surface points are determined.

Auf diese Weise kann ein Koordinatenmessgerät geschaffen werden, bei dem der Tastkörper maschinell oder von Hand geführt wird und einzelne Messpunkte des zu messenden Gegenstands angetastet werden. Die Absolutlage des Tastpunkts wird berührungslos durch Triangulation bestimmt, indem zunächst die Position des Tastkörpers und dann dessen Tastrichtung aus der Verformung des Tasters bestimmt werden. Das Grundprinzip besteht darin, dass zwischen der Führung (Handgriff) und dem Tastkörper ein Federelement angeordnet ist und dass sowohl die Führung als auch der Tastkörper ein oder mehrere Reflektionskörper aufweist, deren Absolut- und Relativposition durch Lasertriangulationsmessung bestimmt wird.On In this way, a coordinate measuring machine can be provided in which the tactile body mechanically or by hand is and individual measuring points of the object to be measured touched become. The absolute position of the touch point is contactless by triangulation determined by first the position of the probe and then determines its scanning direction from the deformation of the probe become. The basic principle is that between the guide (handle) and the probe body a spring element is arranged and that both the leadership as also the probe body one or more reflection bodies whose absolute and relative position by laser triangulation measurement is determined.

Mit der Erfindung ist zugleich ein Verfahren zur Maßverkörperung in Maschinen mit beliebigen Maschinenkoordinaten und einem Bezugskoordinatensystem geschaffen. Mit dem Verfahren können alle Raumpunkte in einem Mess-, Bewegungs- oder Arbeitsvolumen messtechnisch erfasst werden.With The invention is also a method for measuring standard in machines with arbitrary Machine coordinates and a reference coordinate system created. With the method can All spatial points in a measuring, moving or working volume metrologically be recorded.

Ein Grundprinzip der Erfindung ist die Trennung der Messeinrichtung in eine Antriebseinrichtung zur Bewegung eines Tastkörpers und eine Messeinrichtung. Die Trennung ist konsequent vollzogen. Die Messung erfolgt als Positionsmessung unabhängig von der Antriebseinrichtung, so dass deren Präzision keine Rolle spielt.One The basic principle of the invention is the separation of the measuring device in a drive device for moving a feeler and a measuring device. The separation is done consistently. The Measurement takes place as a position measurement independent of the drive device, so that their precision does not matter.

Die Antriebsmaschine kann aus beliebig vielen Achsen bestehen. Die Art des Koordinatensystems spielt dabei eine untergeordnete Rolle. Die Führungsgenauigkeit der Antriebseinrichtung darf in weiten Bereichen von der Geraden abweichen. 90°-Winkel von Antriebsachsen zueinander brauchen nicht eingehalten zu werden.The Drive machine can consist of any number of axes. The kind of the coordinate system plays a minor role. The guidance accuracy The drive device may in wide ranges of the straight line differ. 90 ° angle from drive axles to each other need not be complied with.

Bei der Messeinrichtung wird erfindungsgemäß vollständig auf ein Bezugliniensystem verzichtet, wie es ansonsten in Form von Maßverkörperungen durch abgetastete Bezugslineale oder Maßstäbe vorhanden ist. Bei dem erfindungsgemäßen System genügen sechs Messsysteme zur eindeutigen Bestimmung der Lage des Tastkörpers im Raum. Damit lassen sich alle sechs Freiheitsgrade des Tastkörpers bestimmen.at the measuring device according to the invention completely on a reference line system omitted, as otherwise scanned in the form of material measures Reference rulers or scales is present. In the system according to the invention suffice six measuring systems for unambiguous determination of the position of the probe body in Room. This allows all six degrees of freedom of the probe to be determined.

Bei dem erfindungsgemäßen Messsystem werden alle Zwischenbewegungen einzelner Achsen der Positioniereinrichtung komplett durch maximal sechs Messsysteme erfasst. Es entfallen dadurch alle Unsicherheiten, die durch gestapelte Systeme (mit in einer Kette hintereinander geschalteten Messsystemen) unvermeidbar sind.at the measuring system according to the invention all intermediate movements of individual axes of the positioning completely detected by a maximum of six measuring systems. It accounts for it all the uncertainties caused by stacked systems (with in one Chain connected in series measuring systems) are unavoidable.

Die Messeinrichtung besteht aus zwei Teilen. Ein Teil ist der Messkörper oder Sender (Positionsindikator). Ein zweiter Teil, der Sensor, befindet sich auf der Messbasis. Von diesem Sensor wird die Raumlage des Messkörpers (Sender) gemessen. An dem gleichen Teil, an dem der Messkörper angebracht ist, befindet sich das Tastsystem. Damit ist der Messkreis über Taster, Werkstück und Basis geschlossen.The Measuring device consists of two parts. One part is the measuring body or Sender (position indicator). A second part, the sensor, is located on the measuring base. From this sensor, the spatial position of the measuring body (Transmitter) measured. On the same part where the measuring body is attached is, is the touch probe. This is the measuring circuit via buttons, workpiece and base closed.

Bei dem erfindungsgemäßen System wird das Bezugskoordinatensystem durch sechs Punkte gebildet. Entsprechend gering ist die Anzahl der erforderlichen Sensoren. Es werden alle Freiheitsgrade durch Längenmessung bestimmt. Es sind weder Bezugslinien oder -Lineale noch hintereinander angeordnete (gestapelte) Sensoren erforderlich.at the system according to the invention the reference coordinate system is formed by six points. Corresponding low is the number of required sensors. It will all be Degrees of freedom by length measurement certainly. They are neither reference lines or lineages nor consecutive arranged (stacked) sensors required.

Des weiteren erfolgt eine optimale messtechnische Trennung von Positioniereinrichtung und Messeinrichtung.Of Furthermore, there is an optimal metrological separation of positioning and measuring equipment.

Im Gegensatz zu gestapelten Systemen wird bei dem erfindungsgemäßen System das Bezugssystem keiner Beschleunigung ausgesetzt. Damit ist die Erfassung der Raumlage mit hoher Frequenz möglich.in the Unlike stacked systems is in the inventive system the reference system is not subject to acceleration. This is the Recording the spatial position with high frequency possible.

Zu der Positions-Messeinrichtung gehören ein oder mehrere Abstandsmesseinrichtungen, die die Entfernung zwischen der Positions-Messeinrichtung und entsprechenden, mit dem Tast element oder dem Messkopf verbundenen Elementen messen. Als Abstandsmesseinrichtung können Lasermesseinrichtungen, Mikrowellenmesseinrichtungen, Ultraschallmesseinrichtungen und ähnliches dienen. Zur Bestimmung der Position eines solchen Elements genügen bspw. drei Abstandsmessungen zu drei unterschiedlichen Referenzpunkten der Positions-Messeinrichtung. Aus den drei Abstandsmessungen lassen sich die Raumkoordinaten des betreffenden Elements bestimmen. Ist der Taster oder Träger mit drei solchen Elementen verbunden, lässt sich die Lage des Tastkörpers im Raum vollständig bestimmen, d.h. alle sechs Bewegungsfreiheitsgrade (X, Y, Z sowie Drehung um X-, Y- und Z-Achse) bestimmen. Sind weniger Freiheitsgrade vorhanden, genügen weniger Elemente.The position measuring device includes one or more distance measuring devices, which measure the distance between the position-measuring device and corresponding elements connected to the sensing element or the measuring head. As a distance measuring device, laser measuring devices, microwave measuring devices, ultrasonic measuring devices and the like can serve. To determine the position of such an element, for example, three distance measurements suffice for three different reference points of the position-measuring device. From the three distance measurements, the spatial coordinates of the respective element can be determined. If the probe or carrier is connected to three such elements, the position of the probe body in space can be completely determined, ie all six degrees of freedom of movement (X, Y, Z and rotation about the X, Y and Z axes) can be determined. If there are fewer degrees of freedom, less is enough Elements.

Die Elemente zeigen die Positionen des Tastkörpers an und können deshalb als Positionsindikatoren angesehen werden. Die Positionsindikatoren können sowohl aktiv als auch passiv sein, d.h. als Sender oder Empfänger (aktiv) ausgebildet oder lediglich als Reflektoren (passiv) ausgebildet sein und empfangene Strahlung wieder aussenden. Letzteres vereinfacht die Anordnung erheblich. Die Positions-Messeinrichtung ist dann so ausgebildet, dass sie gleichzeitig oder zeitlich versetzt mehrere Strahlen zu den Positionsindikatoren der Messeinrichtung schickt und die reflektierten Strahlen auswertet.The Elements indicate the positions of the probe body and therefore can be considered as position indicators. The position indicators can both active and passive, i. as sender or receiver (active) trained or only as reflectors (passive) to send out and receive received radiation again. The latter simplifies the arrangement considerably. The position measuring device is then designed so that they simultaneously or temporally offset several Beams to the position indicators of the measuring device sends and evaluates the reflected rays.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gehören zu der Positions-Messeinrichtung mehrere Sender und Empfänger, die aus unterschiedlichen Raumrichtungen gleichzeitig oder zeitlich versetzt Strahlung zu den Positionsindikatoren schicken, so dass eine Abschattung einzelner Positionsindikatoren durch das Werkstück oder eine Führungseinrichtung bzw. einen Messkopf unmöglich oder unwahrscheinlich wird.at an advantageous embodiment belong to the position measuring device several transmitters and receivers, the from different spatial directions simultaneously or in time offset radiation to the position indicators, so that a shading of individual position indicators by the workpiece or a leadership facility or a measuring head impossible or unlikely.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung und/oder von Unteransprüchen.Further Details of advantageous embodiments The invention are the subject of the drawing, the description and / or of dependent claims.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:In the drawing are exemplary embodiments of the invention illustrated. Show it:

1 eine Messeinrichtung in schematisierter Gesamtansicht, 1 a measuring device in a schematic overall view,

2 eine schematische Darstellung der Messstrecken zur Erfassung der Position eines Tastkörpers oder eines anderweitigen Elements, 2 a schematic representation of the measuring sections for detecting the position of a probe or other element,

3 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung der Position eines Tastkopfs, in schematisierter Darstellung, 3 an inventive measuring device with position measuring device for determining the position of a probe, in a schematic representation,

4 eine Messeinrichtung mit geführtem Messkopf und Messkörper, der mit einer Positionsmesseinrichtung zusammenwirkt, in schematisierter perspektivischer Darstellung, 4 a measuring device with a guided measuring head and measuring body, which cooperates with a position-measuring device, in a schematic perspective view,

5 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit handgeführtem Messkopf und Messkörper, der mit einer Positionsmesseinrichtung zusammenwirkt, in schematisierter perspektivischer Darstellung, 5 a measuring device according to the invention with hand-guided measuring head and measuring body, which cooperates with a position-measuring device, in a schematic perspective view,

6 ein handgeführter erfindungsgemäßer Messkopf in perspektivischer, teilweise aufgeschnittener Darstellung, 6 a hand-guided inventive measuring head in perspective, partially cutaway representation,

7 eine schematische Veranschaulichung zur Erläuterung der Bestimmung des Tastpunkts aus der Position des Tastkörpers und seiner Auslenkrichtung und 7 a schematic illustration for explaining the determination of the Tastpunkts from the position of the probe and its deflection and

8 eine abgewandelte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Hand geführten Tasters. 8th a modified embodiment of a hand-guided probe according to the invention.

In 1 ist eine Messeinrichtung 1 veranschaulicht, die zum Vermessen eines geeignet gelagerten Werkstücks 2 dient. Das Werkstück 2 ist auf einem Tisch 3 vorzugsweise ruhend gelagert. Allerdings kann bedarfsweise anstelle des festen, ruhenden Tischs 3 auch ein definiert bewegter Tisch, z.B. ein Drehtisch oder dergleichen vorhanden sein. Das Werkstück 2 ist mittels der Messeinrichtung 1 punktweise zu vermessen. Zur Antastung seiner Messpunkte dient ein Taster 4, der einen Taststift 5 aufweist. Zu dem Taster 4 gehört bei dieser Ausführungsform ein Messkopf 6. Der Taststift 5 ist an dem Messkopf 6 in wenigstens einer Richtung, jedoch vorzugsweise in mehreren Richtungen (X, Y, Z), beweglich gelagert. Der Messkopf 6 bildet eine Richtungs-Messeinrichtung. Nicht weiter veranschaulichte Federmittel spannen den Taststift 5 auf eine Ruhelage hin, aus der er durch in X-, Y- oder Z-Richtung wirkende Kräfte ausgelenkt werden kann. Zur Erfassung der Auslenkung ist in dem Messkopf 6 ein nicht weiter veranschaulichtes elektrisches oder optisches Messsystem vorgesehen, das auslenkungsproportionale Signale erzeugt. Wegen des Aufbaus des Messkopfes 6 wird auf den eingangs zitierten Stand der Technik verwiesen.In 1 is a measuring device 1 illustrated for measuring a suitably mounted workpiece 2 serves. The workpiece 2 is on a table 3 preferably stored dormant. However, if necessary, instead of the fixed, dormant table 3 Also, a defined moving table, such as a turntable or the like may be present. The workpiece 2 is by means of the measuring device 1 to measure point by point. For probing his measuring points is a button 4 that has a stylus 5 having. To the button 4 belongs in this embodiment, a measuring head 6 , The stylus 5 is on the measuring head 6 in at least one direction, but preferably in several directions (X, Y, Z), movably mounted. The measuring head 6 forms a direction measuring device. Not further illustrated spring means tension the stylus 5 towards a rest position, from which it can be deflected by forces acting in the X, Y or Z direction. For detecting the deflection is in the measuring head 6 a not further illustrated electrical or optical measuring system is provided which generates deflection-proportional signals. Because of the construction of the measuring head 6 Reference is made to the cited prior art.

Der Taststift 5 trägt an einem Ende einen Tastkörper 7, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Tastkugel (oder einen anderweitigen Tastkörper). In einigem Abstand zu dem Tastkörper 7 ist der Taststift 5 außerdem mit wenigstens einem, vorzugsweise mehreren Positionsindikatoren versehen. Diese werden durch drei im Abstand zueinander gehaltene Kugeln 8, 9, 10 gebildet, die als Reflektoren zur Positionsbestimmung des Tastkörpers 7 dienen. Die Kugeln 8, 9, 10 gehören zu einer Messeinrichtung 12, zu der außerdem wenigstens ein mit dem Messkopf 6 nicht mitbewegtes Triangulations-Messgerät 14 ge hört. Das Triangulations-Messgerät 14 dient der Positionsbestimmung des Tastkörpers 7 und bildet somit eine Positions-Messeinrichtung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Triangulations-Messgerät 14 ruhend angeordnet. Der Messkopf 6 und das Triangulations-Messgerät 14 bilden gemeinsam die Messeinrichtung 12.The stylus 5 carries a tactile body at one end 7 , In the present embodiment, a Tastkugel (or another Tastkörper). At some distance to the probe body 7 is the stylus 5 also provided with at least one, preferably a plurality of position indicators. These are by three spaced apart balls 8th . 9 . 10 formed as reflectors for determining the position of the probe body 7 serve. The balls 8th . 9 . 10 belong to a measuring device 12 , in addition to at least one with the measuring head 6 non-moving triangulation meter 14 belongs. The triangulation meter 14 serves to determine the position of the probe body 7 and thus forms a position measuring device. In the present embodiment, the triangulation meter 14 arranged dormant. The measuring head 6 and the triangulation meter 14 together form the measuring device 12 ,

Der Messkopf 6 und sein Taststift 5 werden durch eine Positioniereinrichtung 15 im Raum geführt, die den Messkopf 6 und somit den Tastkörper 7 so bewegt, dass der Tastkörper 7 die Werkstückoberfläche punktweise abtastet. Die Positioniereinrichtung 15 gestattet, wie in 1 durch Pfeile angedeutet ist, eine räumliche Bewegung des Messkopfs 6.The measuring head 6 and his stylus 5 be through a positioning device 15 in the room led the measuring head 6 and thus the probe body 7 so moved that the probe body 7 scans the workpiece surface point by point. The positioning device 15 allowed, as in 1 indicated by arrows, a spatial movement of the measuring head 6 ,

Zu dem Triangulations-Messgerät 14 und dem Messkopf 4 bzw. seinen Messsystemen, gehört eine Auswerteeinheit 16, die aus den gemessenen Abstandswerten und den an dem Messkopf 6 gemessenen Auslenkungen des Taststifts 5 die Koordinaten des Tastpunkts T der Werkstückoberfläche bestimmt.To the triangulation meter 14 and the measuring head 4 or its measuring systems, includes an evaluation unit 16 , from the measured distance values and the at the measuring head 6 measured deflections of the stylus 5 determines the coordinates of the touch point T of the workpiece surface.

Das Triangulations-Messgerät 14 weist wenigstens einen Sender 17 und mehrere, bspw. drei Empfänger E1, E2, E3 auf. Der Sender 17 sendet eine von den Kugeln 8, 9, 10 oder anderweitigen Positionsindikatoren zu reflektierende Strahlung aus. Die reflektierte Strahlung wird von Empfängern E1, E2, E3 aufgenommen. Aus den Laufzeiten und entstehenden Phasenverschiebungen können die Positionen der Kugeln 8, 9, 10 oder entsprechender anderer Reflektoren bestimmt werden.The triangulation meter 14 has at least one transmitter 17 and several, for example, three receivers E1, E2, E3 on. The transmitter 17 sends one of the balls 8th . 9 . 10 or other position indicators for reflecting radiation. The reflected radiation is received by receivers E1, E2, E3. From the terms and resulting phase shifts, the positions of the balls 8th . 9 . 10 or corresponding other reflectors.

Dazu wird auf 2 verwiesen, in der die Empfänger E1, E2, E3 und die Kugeln 8, 9, 10 schematisch veranschaulicht sind. Die Kugeln 8, 9, 10 reflektieren Strahlung zu den Empfängern E1, E2, E3 und sind deshalb aus deren Sicht Sender.This will be on 2 referenced in which the receivers E1, E2, E3 and the balls 8th . 9 . 10 are illustrated schematically. The balls 8th . 9 . 10 reflect radiation to the receivers E1, E2, E3 and are therefore from their view transmitter.

Entsprechend sind sie mit S1, S2, S3 bezeichnet. Die jeweiligen Abstände sind mit S11 bis S33 durchnummeriert. Aus den gemessenen Abständen lassen sich die Koordinaten jedes Senders S1, S2, S3 und somit jeder Kugel 8, 9, 10 in einem kartesischen Koordinatensystem bestimmen. Dazu werden die folgenden, die Abstände zwischen den Sendern und den Empfängern bestimmenden Gleichungen jeweils für jeden Sender S1, S2, S3, d.h. für jede Kugel 8, 9, 10 nach X, Y und Z aufgelöst:

Accordingly, they are designated S1, S2, S3. The respective distances are numbered S11 to S33. From the measured distances can be the coordinates of each transmitter S1, S2, S3 and thus each ball 8th . 9 . 10 in a Cartesian coordinate system. For this purpose, the following equations determining the distances between the transmitters and the receivers become respectively for each transmitter S1, S2, S3, ie for each ball 8th . 9 . 10 resolved to X, Y and Z:

Nach dem gleichen Schema können die Abstände S14, S15, S16 zu weiteren Empfängern E4, E5, E6 bestimmt werden, die an anderer Stelle als die Empfänger E1, E2, E3 angeordnet sind. Die Empfänger E4, E5, E6 können damit die Position der Sender S1, S2, S3 auch dann bestimmen, wenn eine Verbindung zu den Empfängern E1, E2, E3 abgeschattet ist.To in the same way the distances S14, S15, S16 to other receivers E4, E5, E6 other than the receivers E1, E2, E3 are arranged. The recipients E4, E5, E6 can thus determine the position of the transmitter S1, S2, S3, even if a connection to the recipients E1, E2, E3 is shaded.

Sind die Koordinaten aller drei Sender S1, S2, S3 (Kugeln 8, 9, 10) bestimmt, ist somit auch die Position des Tastkörpers 6 genau bestimmt. Ist der Tastkörper 7 eine Kugel, ist somit deren Mittelpunkt bestimmt. Der Kugelradius oder der Tastkörperdurchmesser ist der Auswerteeinheit 16 ebenfalls bekannt. Die Auswerteeinheit 16 erhält nun die Positionsdaten von dem Abstandsmessgerät 14.Are the coordinates of all three transmitters S1, S2, S3 (balls 8th . 9 . 10 ), is thus also the position of the probe body 6 exactly determined. Is the probe body 7 a sphere, thus its center is determined. The sphere radius or the probe diameter is the evaluation unit 16 also known. The evaluation unit 16 now receives the position data from the distance measuring device 14 ,

Zur Bestimmung der Koordinaten des Tastpunkts T ist zusätzlich noch die Kenntnis erforderlich, mit welcher Stelle ihre Oberfläche die Tastkugel das Werkstück 2 berührt. Um dies zu ermitteln, erhält die Auswerteeinheit 16 die Messwerte von dem Messkopf 6. Aus den Messwerten des Messkopfs 6 bestimmt die Auswerteeinheit 16 die Auslenkrichtung und somit die Raumrichtung, in der der Radius der Tastkugel zu den Koordinaten ihres Mittelpunkts addiert werden muss, um die Koordinaten des Tastpunkts zu finden.In order to determine the coordinates of the touch point T, it is additionally necessary to know with which point its surface the feeler ball the workpiece 2 touched. To determine this, the evaluation unit receives 16 the measured values from the measuring head 6 , From the measured values of the measuring head 6 determines the evaluation unit 16 the direction of deflection and thus the spatial direction in which the radius of the probe ball must be added to the coordinates of its center to find the coordinates of the probe point.

Die insoweit beschriebene Messeinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Zur Vermessung des Werkstücks 2 führt die Positioniereinrichtung 15 den Messkopf 6 jeweils so an das Werkstück 2 heran, dass der Tastkörper 7 den gewünschten Oberflächenpunkt des Werkstücks 2 antastet. Sobald sich der Taststift 5 gegen den Messkopf 6 zu bewegen beginnt, überprüft eine nicht weiter veranschaulichte Steuereinrichtung die Bewegung des Messkopfs 6 und stoppt die Positioniereinrichtung 15 sobald eine gewünschte Auslenkung erreicht ist. In dem Messkopf 6 vorhandene Federmittel erzeugen bei einer vorgegebenen Auslenkung eine vorgegebene Kraft, die dann als Antastkraft den Tastkörper 7 gegen das Werkstück 2 drückt. Alternativ kann der Messkopf 6 mit Kraftsensoren versehen sein und die Tastbewegung stoppen, wenn die Tast-Soll-Kraft erreicht ist.The measuring device described so far 1 works as follows:
For measuring the workpiece 2 leads the positioning device 15 the measuring head 6 in each case so to the workpiece 2 get that touch body 7 the desired surface point of the workpiece 2 touches. As soon as the stylus 5 against the measuring head 6 begins to move, a not further illustrated control device checks the movement of the measuring head 6 and stops the positioning device 15 as soon as a desired deflection is achieved. In the measuring head 6 existing spring means produce at a given deflection a predetermined force, which then as a probing force the probe body 7 against the workpiece 2 suppressed. Alternatively, the measuring head 6 be provided with force sensors and stop the scanning movement when the tactile-target force is reached.

Aus den an dem Messkopf 6 gemessenen Auslenkungen wird nicht nur die Tastkraft, sondern auch die Tastrichtung bestimmt. Wird bspw. eine horizontale Fläche angetastet, erfolgt eine Auslenkung nur in Z-Richtung. Wird hingegen eine vertikale Fläche angetastet, erfolgt eine Auslenkung des Taststifts 5 in X- und/oder Y-Richtung. Bei schräg im Raum liegenden Flächen erfolgt eine Auslenkung des Taststifts 5 in X-, Y- und Z-Richtung, wobei sich aus den X-, Y- und Z-Anteilen der Auslenkung die Auslenkrichtung bestimmen lässt. Außerdem nehmen die Kugeln 8, 9, 10 beim Antasten eine bestimmte Lage im Raum ein. Das Triangulations-Messgerät 14 bestimmt nun bspw. mittels Laserstrahl, Mikrowellen oder einer anderweitigen Strahlung die Abstände der als Indikatorkörper dienenden Kugeln 8, 9, 10 zu den einzelnen Empfänger E1, E2, E3 sowie ggfs. weiterer nicht veranschaulichter Empfänger. Aus den gemessenen Abständen wird nun die räumliche Position jeder Kugel 8, 9, 10 bestimmt. Damit ist die räumliche Position und Lage des Taststifts 5 und des Tastkörpers 7 genau festgelegt und erfasst. In Verbindung mit der durch den Messkopf 6 bestimmten Auslenkrichtung wird nun der Tastpunkt bestimmt.From the at the measuring head 6 Measured deflections not only the tactile force, but also the scanning direction is determined. If, for example, a horizontal surface is touched, a deflection takes place only in the Z direction. If, however, a vertical surface is touched, a deflection of the stylus takes place 5 in the X and / or Y direction. In obliquely lying in space surfaces, a deflection of the stylus takes place 5 in the X, Y and Z directions, whereby the deflection direction can be determined from the X, Y and Z components of the deflection. In addition, the balls take 8th . 9 . 10 when touching a certain position in the room. The triangulation meter 14 determines now, for example, by means of laser beam, microwaves or other radiation, the distances of serving as an indicator body balls 8th . 9 . 10 to the individual receivers E1, E2, E3 and, if appropriate, further unillustrated receivers. From the measured distances now the spatial position of each ball 8th . 9 . 10 certainly. This is the spatial position and location of the stylus 5 and the tactile body 7 precisely defined and recorded. In conjunction with the through the measuring head 6 certain deflection now the touch point is determined.

Die Messung erfolgt unter Umgehung der Positioniereinrichtung 15. Diese ist nicht Teil der Messkette. Die Messung erfolgt direkt zwischen den Positionsindikatoren und dem Triangulations-Messgerät 14. Die Positionsindikatoren befinden sich gewissermaßen dauernd im Blickfeld des Triangulations-Messgeräts 14. Durch Beobachtung und Abstandsmessung zu den Kugeln 8, 9, 10 wird deren Position durch mehrfache einschrittige Abstandsmessung (jede Ab standsmessung erfolgt in einem Schritt direkt zwischen ruhender Messbasis und Tastelement oder Messkopf) bestimmt.The measurement is performed bypassing the positioning 15 , This is not part of the measuring chain. The measurement is made directly between the position indicators and the triangulation meter 14 , The position indicators are to a certain extent permanently in the field of vision of the triangulation measuring device 14 , By observation and distance measurement to the balls 8th . 9 . 10 their position is determined by multiple one-step distance measurement (each distance measurement takes place in one step directly between stationary measuring base and probe element or measuring head).

Die Auswerteeinheit 16 verfügt über Daten, die die räumliche Anordnung der Kugeln 8, 9, 10 zueinander beschreiben. Deshalb ist die räumliche Position und Lage des Tastelements vollständig bestimmt, wenn für die Kugel 8 drei Koordinaten x, y, z für die Kugel 9 zwei Koordinaten x, y und für die Kugeln 10 eine Koordinate x bestimmt werden. Entsprechend reduziert sich der Messaufwand.The evaluation unit 16 has data showing the spatial arrangement of the balls 8th . 9 . 10 describe each other. Therefore, the spatial position and location of the probe element is completely determined when for the sphere 8th three coordinates x, y, z for the sphere 9 two coordinates x, y and for the balls 10 a coordinate x can be determined. Accordingly, the measurement effort is reduced.

Eine abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeinrichtung 1 ist in 3 veranschaulicht. Das auf dem Tisch gehaltene Werkstück 2 wird ebenfalls mittels eines Tastkörpers 7 abgetastet, der an einem freien Ende eines Taststifts 5, eines Messkopfs 6 angeordnet ist. Zu der Messeinrichtung 12 gehören wie beim vorigen Ausführungsbeispiel das Triangulations-Messgerät 14 mit den Sendern E1, E2, E3 und Indikatorkörper, die durch Kugeln 8, 9, 10 gebildet sind. Anstelle der Kugeln 8, 9, 10 können jedoch auch andere Reflektoren wie Tripelspiegel oder dgl. Anwendung finden. Die Positionsindikatoren sind an einem Träger 18 gehalten, der den Messkopf 6 trägt. Somit bestimmt die Messeinrichtung 12 zunächst die Position des Trägers. Die nicht weiter veranschaulichte Auswerteeinheit 16 verfügt bei dieser Ausführungsform über Informationen, die die Anordnung der Kugeln 8, 9, 10 an dem Träger 18 und somit die Abstände zwischen dem Tastkörper 7 und den Kugeln 8, 9, 10 kennzeichnen. Aus der beim Antasten einer Werkstückoberfläche auftretenden Auslenkung des Taststifts 5 und den dadurch erzeugten Signalen sowie der Position des Trägers 18 errechnet die Auswerteeinheit dann ähnlich wie im vorstehenden Ausführungsbeispiel die Position des Tastpunkts.A modified embodiment of the measuring device according to the invention 1 is in 3 illustrated. The workpiece held on the table 2 is also by means of a tactile body 7 sampled at a free end of a stylus 5 , a measuring head 6 is arranged. To the measuring device 12 belong as in the previous embodiment, the triangulation meter 14 with the transmitters E1, E2, E3 and indicator body, which by bullets 8th . 9 . 10 are formed. Instead of bullets 8th . 9 . 10 However, other reflectors such as corner mirrors or the like can find application. The position indicators are on a carrier 18 held the measuring head 6 wearing. Thus, the measuring device determines 12 First, the position of the carrier. The evaluation unit not further illustrated 16 In this embodiment, information about the arrangement of the balls 8th . 9 . 10 on the carrier 18 and thus the distances between the probe body 7 and the balls 8th . 9 . 10 mark. From the occurring when probing a workpiece surface deflection of the stylus 5 and the signals generated thereby as well as the position of the carrier 18 then calculates the evaluation unit similar to the above embodiment, the position of the touch point.

In 4 ist eine Messeinrichtung 1 veranschaulicht, bei der das Triangulations-Messgerät 14 mehrere Sender und Empfänger aufweist. Diese können auf mehrere Einzelgeräte 14a, 14b aufgeteilt sein, um die Position des Taststifts 5 bzw. seiner Positionsindikatoren 8, 9, 10 aus unterschiedlichen Richtungen erfassen zu können. Dies erhöht zum einen die Genauigkeit und vermindert zum anderen die Wahrscheinlichkeit einer Abschattung. Zur Positionserfassung müssen wenigstens drei Empfänger den betreffenden gleichen Positionsindikator im Blickfeld haben.In 4 is a measuring device 1 illustrates where the triangulation meter 14 has multiple transmitters and receivers. These can be used on several single devices 14a . 14b be split to the position of the stylus 5 or its position indicators 8th . 9 . 10 from different directions. On the one hand this increases the accuracy and on the other hand reduces the probability of shading. For position detection, at least three receivers must have the relevant same position indicator in view.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann der Träger 18 auch von Hand geführt werden. Die Positioniereinrichtung 15 ist dann durch eine entsprechende Bedienperson ersetzt. Dabei bleibt der Messkopf zur Bestimmung der Auslenkrichtung über ein, entsprechendes Kabel mit der Messeinrichtung verbunden.In all the embodiments described above, the carrier 18 also be guided by hand. The positioning device 15 is then replaced by a corresponding operator. In this case, the measuring head for determining the deflection direction remains connected via a corresponding cable with the measuring device.

In 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht, die ohne Messkopf auskommt. Der Taster 4, nach 5, kann von Hand oder maschinell geführt werden. Bei der veranschaulichten Ausführungsform schließt sich an eine Handhabe 19, die beispielsweise als zylindrischer Griff ausgebildet ist, an einer Stirnseite ein Halter mit den drei Kugeln 8, 9, 10 an. An der gegenüber liegenden Seite trägt die Handhabe 19 ein elastisches Element oder Federelement 21, das seinerseits den Taststift 5 trägt. Endseitig ist der Taststift 5 wiederum mit dem Tastkörper 7 versehen, der zum Antasten des Werkstücks dient. Das elastische Element 21 ist beispielsweise so ausgebildet, dass der Taststift 5 sowohl axial als auch in allen Schwenkrichtungen federnd bewegbar ist. Außerdem ist der Tastkörper 7 so ausgebildet, dass er von dem Triangulations-Messgerät 14 als Reflektor erfasst wird.In 5 is a preferred embodiment of the invention illustrated, which manages without a measuring head. The button 4 , to 5 , can be guided by hand or by machine. In the illustrated embodiment, a handle closes 19 , which is formed for example as a cylindrical handle, on a front side a holder with the three balls 8th . 9 . 10 at. On the opposite side carries the handle 19 an elastic element or spring element 21 , which in turn is the stylus 5 wearing. End is the stylus 5 again with the probe body 7 provided, which serves to engage the workpiece. The elastic element 21 For example, is designed so that the stylus 5 both axially and in all pivoting directions is resiliently movable. In addition, the probe body 7 designed so that it comes from the triangulation meter 14 is detected as a reflector.

In Betrieb erfasst das Triangulations-Messgerät 14 sowohl die Positionen der Kugeln 8, 9, 10 als auch die Position des Tastkörpers 7. Ist der Tastkörper 7 aus seiner Ruhestellung ausgelenkt, kann dies die Auswerteeinheit 16 dadurch erfassen, dass sich die Abstände des Tastkörpers 7 zu den Kugeln 8, 9, 10 verändert haben. Aus der Änderung der Abstände wird die Richtung der Auslenkung bestimmt, die mit der Tastrichtung übereinstimmt. Auf diese Weise bestimmt das Triangulations-Messgerät 14 nunmehr sowohl die Position des Tastkörpers 7 als auch dessen Auslenkrichtung und somit die Lage des Tastpunkts.In operation, the triangulation meter detects 14 both the positions of the balls 8th . 9 . 10 as well as the position of the probe 7 , Is the probe body 7 deflected from its rest position, this can be the evaluation unit 16 capture that the distances of the probe body 7 to the balls 8th . 9 . 10 have changed. From the change of the distances the direction of the deflection is determined, which coincides with the scanning direction. In this way, the triangulation meter determines 14 now both the position of the probe 7 as well as its deflection direction and thus the position of the Tastpunkts.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist insbesondere für handgeführte Taster 4 zweckmäßig, weil sie ohne Messkopf 6 und somit ohne Kabelverbindung zu diesem auskommt. Die Triangulations-Messeinrichtung 14 bildet hier in Verbindung mit der Auswerteeinrichtung 16 zugleich die Positions-Messeinrichtung und die Richtungs-Messeinrichtung. Der Taster ist ein einfacher „Messknochen".This embodiment of the invention is especially for hand-held probes 4 appropriate, because they are without measuring head 6 and thus manages without cable connection to this. The triangulation measuring device 14 forms here in connection with the evaluation device 16 at the same time the position measuring device and the direction measuring device. The button is a simple "measuring bone".

6 veranschaulicht den Aufbau eines Handtasters 4 in einer etwas abgewandelten Ausführungsform. Das Federelement 21 ist hier in der als Gehäuse ausgebildeten Handhabe 19 angeordnet. Der Taststift 5 trägt endseitig den Tastkörper 7 und zusätzlich an einer Stelle zwischen dem Tastkörper 7 und dem Federelement 21 eine Kugel 11, die als Reflektor dient. Die anderen Kugeln 8, 9, 10 sind über geeignete Träger an dem anderem Ende der Handhabe 19 vorgesehen. Die Funktion stimmt weitgehend mit dem Taster 4 nach 5 überein. Jedoch ist der Tastkörper 7 von der Triangulations-Messeinrichtung 14 nicht direkt zu erfassen. Entsprechend kann er größer oder kleiner als die Kugeln 8, 9, 10 ausgelegt werden. Die Kugeln 8, 9, 10, 11 können jeweils gleich groß und im Hinblick auf die Positionsbestimmung hinsichtlich Größe, Form und Materialbeschaffenheit jeweils optimiert ausgebildet sein. 6 illustrates the construction of a hand switch 4 in a slightly modified embodiment. The spring element 21 is here in the handle designed as a housing 19 arranged. The stylus 5 carries end of the probe body 7 and additionally at a location between the probe body 7 and the spring element 21 a ball 11 which serves as a reflector. The other balls 8th . 9 . 10 are via suitable support at the other end of the handle 19 intended. The function is largely the same as the button 4 to 5 match. However, the probe body is 7 from the triangulation measuring device 14 not directly detect. Accordingly, it can be larger or smaller than the balls 8th . 9 . 10 be interpreted. The balls 8th . 9 . 10 . 11 can each be the same size and optimized in terms of position determination in terms of size, shape and material properties.

Abweichend von der in 6 veranschaulichten Ausführung können die Kugeln 8, 9, 10 auch an dem Taststift 5 befestigt sein, während die Kugel 11 an dem oberen Ende der Handhabe 19 befestigt ist. Unter Umständen kann es auch genügen, als Positionsindikatoren lediglich eine Kugel an dem oberen Ende der Handhabe 19 und zwei Kugeln an dem Taststift 5 vorzusehen. Bedarfsweise kann eine dieser beiden letztgenannten Kugeln als Tastkörper ausgebildet sein.Notwithstanding the in 6 illustrated embodiment, the balls 8th . 9 . 10 also on the stylus 5 be attached while the ball 11 at the upper end of the handle 19 is attached. It may also be sufficient, as position indicators only a ball at the upper end of the handle 19 and two balls on the stylus 5 provided. If necessary, one of these last two balls can be designed as a probe body.

7 veranschaulicht die Bestimmung der Absolutkoordinaten des Tastpunkts T. Die Triangulationsmessung ergibt zunächst die Koordinaten des Mittelpunkts M des Tastkörpers 7. Bei einer Ausführungsform nach 1 erfolgt dies unmittelbar aus der Positionsbestimmung der drei Kugeln 8, 9, 10. Der Messkopf 6 gibt nun noch Signale ab, aus denen hervorgeht, wie weit und in welcher Richtung der Tastkörper 7 aus seiner in 7 gestrichelt veranschaulichten Ruhelage heraus ausgelenkt worden ist. Bei der Auslenkung hat sich der Mittelpunkt M des Tastkörpers 7 aus seiner Position M' in Richtung N verschoben. In dieser Richtung wird nun der Kugelradius R des Tastkörpers 7 von den Koordinaten des Mittelpunkts M subtrahiert, was zu dem Absolutkoordinaten des Tastpunkts T führt. 7 illustrates the determination of the absolute coordinates of the touch point T. The triangulation measurement first gives the coordinates of the center M of the touch body 7 , In one embodiment according to 1 this is done directly from the position determination of the three balls 8th . 9 . 10 , The measuring head 6 Now gives off signals that show how far and in which direction the probe body 7 from his in 7 dashed illustrated rest position has been deflected out. In the deflection, the center M of the probe has 7 moved from its position M 'in the direction of N. In this direction now the ball radius R of the probe 7 is subtracted from the coordinates of the center M, resulting in the absolute coordinate of the touch point T.

Bei der Ausführungsform nach 3 wird durch Triangulation der Kugeln 8, 9, 10 nicht die Position des Tast körpers 7 sondern die Position des Messkopfs 6 bestimmt. Zur Bestimmung des Tastpunkts T müssen deshalb zu der durch Triangulation bestimmten Position noch die Auslenkung des Taststifts 5 und der Durchmesser des Tastkörpers 7 jeweils mit richtigem Vorzeichen addiert werden.In the embodiment according to 3 is done by triangulating the balls 8th . 9 . 10 not the position of the Tast body 7 but the position of the measuring head 6 certainly. For the determination of the tactile point T, therefore, the deflection of the stylus must be added to the position determined by triangulation 5 and the diameter of the probe body 7 each be added with the correct sign.

Bei der Ausführungsform nach 5 ergibt sich die Auslenkrichtung N und der Betrag der Auslenkung durch Triangulationsmessung. Die Berechnung der Position des Tastpunkts T aus den gemessenen Absolutpositionen der Handhabe 19 und der Auslenkung stimmt ansonsten mit der Ausführungsform nach 3 überein. Bei Verwendung eines Tasters 4 nach 6 trifft dies entsprechend zu. Sind die Kugeln 8, 9, 10 hingegen an dem Taststift 5 und die Kugel 11 an der Handhabe 11 befestigt, wird der Tastpunkt wie bei der Messeinrichtung nach 1 bestimmt.In the embodiment according to 5 results in the deflection N and the amount of deflection by triangulation. The calculation of the position of the touch point T from the measured absolute positions of the handle 19 and the deflection otherwise agrees with the embodiment 3 match. When using a button 4 to 6 this applies accordingly. Are the balls 8th . 9 . 10 on the other hand, on the stylus 5 and the ball 11 at the handle 11 attached, the touch point is like the measuring device after 1 certainly.

In 8 ist eine weitere Ausführungsform eines einfachen Handtasters 4 veranschaulicht, an dessen Handhabe 19 über das Federelement 21 der Taststift 5 beweglich gelagert ist. Das Federelement 21 ist so beschaffen, dass der Taststift in Ruhestellung koaxial zu der Handhabe 19 gehalten ist. Das Federelement 21 lässt zumindest die Auslenkung des Taststifts um zwei zueinander rechtwinklige quer zu dem Taststift ausgerichtete Schwenkachsen zu, deren Position in Bezug auf die Handhabe 19 wohl definiert ist. Sowohl an der Handhabe als auch an dem Taststift sind Reflektorkugeln 8, 9, 10 angeordnet, wobei die Tastkugel 7 selbst als Reflektorkugel dienen kann. Es genügen drei Kugeln 8, 9, 10. Mit diesem einfachen Taster kann die Werkstückoberfläche punktweise angetastet werden, wobei die Kugeln 8, 9 sowohl die Position der Tastkugel 7 als auch die Richtung des Taststifts 5 bei der Triangulationsmessung liefern. Die zusätzliche Messung der Position der Reflektorkugel 10, die bei ausgelenktem Taststift nicht auf der von dem Taststift 5 vorgegebenen Geraden liegt, lässt den Rückschluss auf die Richtung der Verbiegung des federnden Elements 21 zu, woraus wiederum die Position des Tastpunkts bestimmt wird.In 8th is another embodiment of a simple hand button 4 exemplifies in its handling 19 over the spring element 21 the stylus 5 is movably mounted. The spring element 21 is such that the stylus in the rest position coaxial with the handle 19 is held. The spring element 21 allows at least the deflection of the stylus about two mutually perpendicular transverse to the stylus aligned pivot axes, whose position with respect to the handle 19 well defined. Both the handle and the stylus are reflector balls 8th . 9 . 10 arranged, with the probe ball 7 itself can serve as a reflector ball. Three balls are enough 8th . 9 . 10 , With this simple button, the workpiece surface can be touched pointwise, with the balls 8th . 9 both the position of the probe ball 7 as well as the direction of the stylus 5 in the triangulation measurement. The additional measurement of the position of the reflector ball 10 with the stylus deflected, not on the stylus 5 predetermined line, the conclusion on the direction of the deflection of the resilient element 21 to, from which again the position of the touch point is determined.

Bei einem Messsystem ist eine Positions-Messeinrichtung zur Positionserfassung eines Messkopfs oder Taststifts vorgesehen, die eine ruhende Messbasis aufweist. Dies ergibt eine vollständige Entkopplung zwischen einer Vorrichtung zum Bewegen des Messkopfs und der Positionserfassung.at A measuring system is a position measuring device for position detection a measuring head or stylus provided, which is a stationary measuring base having. This results in a complete decoupling between a device for moving the measuring head and the position detection.

Claims

Messeinrichtung (1), insbesondere zur punktweisen Vermessung von Werkstückoberflächen durch mechanische Antastung, mit einem Taster (4), der einen Tastkörper (7) aufweist und im Raum beweglich und zur Antastung einer Werkstückoberfläche eingerichtet ist, mit einem Krafterzeugungsmittel, zur Festlegung der Tastkraft, mit der der Tastkörper (7) die Werkstückoberfläche berührt, mit wenigstens einer mit dem Taster (4) nicht mitbewegbaren berührungslosen Position-Messeinrichtung (14) zur wenigstens teilweisen Erfassung der räumlichen Position des Tastkörpers (7) oder eines den Taster (4) führenden Trägers (18), wobei a. der Taster (4) wenigstens einen zwischen dem Tastkörper (7) und einer Positionier- bzw. Handhabungseinrichtung (15 bzw. 19) angeordneten Kraftgenerator (21) aufweist, b. zu beiden Seiten des Kraftgenerators (21) jeweils wenigstens ein Positionsindikator (8, 9, 10, 11) vorgesehen ist, der zu der Positions-Messeinrichtung (14) gehört, und c. eine Richtungs-Messeinrichtung durch die Positions-Messeinrichtung (14) in Verbindung mit einer Verarbeitungseinheit (16) gebildet ist, die Ausgangs-Signale der Positions-Messeinrichtung (14) auswertet, um die Verformung des Tasters (4) und daraus die Antastrichtung (N) zu bestimmen.Measuring device ( 1 ), in particular for pointwise measurement of workpiece surfaces by mechanical probing, with a button ( 4 ), which has a probe body ( 7 ) and is movable in space and adapted for probing a workpiece surface, with a force generating means for determining the force with which the probe body ( 7 ) touches the workpiece surface, with at least one with the button ( 4 ) not mitbewegbaren non-contact position-measuring device ( 14 ) for at least partially detecting the spatial position of the probe body ( 7 ) or one of the buttons ( 4 ) leading carrier ( 18 ), where a. the button ( 4 ) at least one between the probe body ( 7 ) and a positioning or handling device ( 15 respectively. 19 ) arranged force generator ( 21 ), b. on both sides of the power generator ( 21 ) at least one position indicator ( 8th . 9 . 10 . 11 ) provided to the position measuring device ( 14 ), and c. a direction measuring device by the position measuring device ( 14 ) in connection with a processing unit ( 16 ), the output signals of the position measuring device ( 14 ) evaluates the deformation of the probe ( 4 ) and to determine the probing direction (N).

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Positions-Messeinrichtung (14) mehrere Abstandsmesseinrichtungen zur Bestimmung der Entfernung zwischen ausgewählten Punkten (e1, e2, e3) der Positions-Messeinrichtung (14) und ausgewählten Punkten (s1, s2, s3) gehören, die dem Taster (4) oder seinem Träger (18) zugeordnet sind.Measuring device according to claim 1, characterized in that to the position measuring device ( 14 ) a plurality of distance measuring devices for determining the distance between selected points (e1, e2, e3) of the position measuring device ( 14 ) and selected points (s1, s2, s3) corresponding to the button ( 4 ) or its wearer ( 18 ) assigned.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Taster (4) oder ein ihn führender Träger (18) mit Positionsindikatoren (8, 9, 10) verbunden ist. Measuring device according to claim 1, characterized in that the button ( 4 ) or a carrier carrying it ( 18 ) with position indicators ( 8th . 9 . 10 ) connected is.

Messeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions-Messeinrichtung (14) wenigstens eine Sendeeinrichtung (17) und wenigstens eine Empfangseinrichtung (e1) aufweist, wobei die Sendeeinrichtung darauf eingerichtet ist, eine Strahlung in Richtung auf wenigstens einen Positionsindikator (s1) auszusenden und wobei die Empfangseinrichtung (e1) darauf eingerichtet ist, von dem Positionsindikator (s1) ausgehende Strahlung zu erfassen.Measuring device according to claim 2, characterized in that the position measuring device ( 14 ) at least one transmitting device ( 17 ) and at least one receiving device (e1), wherein the transmitting device is adapted to emit radiation in the direction of at least one position indicator (s1) and wherein the receiving device (e1) is adapted to detect radiation emanating from the position indicator (s1) ,

Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsindikatoren (s1, s2, s3) Reflektoren sind.Measuring device according to claim 3, characterized in that the position indicators (s1, s2, s3) are reflectors.

Messeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Positionsindikatoren (s1, s2, s3) Sender sind.Measuring device according to claim 3, characterized in that position indicators (s1, s2, s3) are transmitters.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions-Messeinrichtung (14) wenigstens für die Erfassung eines translatorischen Freiheitsgrads eingerichtet ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that the position measuring device ( 14 ) is set up at least for the detection of a translational degree of freedom.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions-Messeinrichtung (14) zur Erfassung mehrerer translatorischer und rotatorischer Freiheitsgrade eingerichtet ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that the position measuring device ( 14 ) is set up to detect a plurality of translational and rotational degrees of freedom.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positions-Messeinrichtung (14) eine Lasermesseinrichtung ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that the position measuring device ( 14 ) is a laser measuring device.

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Handhabeeinrichtung (19) oder einer Führungseinrichtung (15) und dem Taststift (5) als Kraftgenerator (21) ein Federelement angeordnet ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that between a handle ( 19 ) or a management facility ( 15 ) and the stylus ( 5 ) as a force generator ( 21 ) A spring element is arranged.

Messeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (16) aus der Position des Tastkörpers (7) und der Antastrichtung (N) sowie der bekannten Form des Tastkörpers (7) die Position des Tastpunkts (T) bestimmt.Measuring device according to claim 10, characterized in that the processing unit ( 16 ) from the position of the probe body ( 7 ) and the Antastrichtung (N) and the known form of the probe body ( 7 ) determines the position of the touch point (T).

Messeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Führungseinrichtung eine manuelle Handhabungseinrichtung (19) vorgesehen ist.Measuring device according to claim 1, characterized in that as a guide means a manual handling device ( 19 ) is provided.