DE29808320U1 - Mehrkoordinatenmeß- und -prüfeinrichtung - Google Patents

Mehrkoordinatenmeß- und -prüfeinrichtung

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Description

WEGU- MESSTECHNIK GmbH
Wendelstr. 90
66787 Wadgassen
Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Mehrkoordinatenmess- und
prüfeinrichtung für ein Werkstück mit zumindest einem optischen und einem taktilen Sensor, wobei ein Gehäuse für den optischen Sensor über eine Z-Pinole mit einem Schlitten ; od.dgl. verbunden ist.
In der dimensionalen Koordinatenmesstechnik werden verschiedene Sensoren verwendet. Vorzugsweise werden tastende (taktile), optische Systeme und Lasersysteme eingesetzt. Diese Sensoren werden in der Multi-Sensor-Technik an einer Maschine innerhalb eines Messablaufes kombiniert eingesetzt. So ist es möglich, nahezu alle Messaufgaben zu lösen, die von nur einem Sensor nicht gelöst werden können.
Einfache Koordinatenmessmaschinen besitzen lediglich einen
taktilen Sensor und sind somit in ihrer Einsatzfähigkeit beschränkt. Zur Ergänzung dieser Maschinen sind auf dem
Markt optische Sensoren erhältlich, die im Austausch zum tastenden Sensor eine optische Abtastung erlauben. Eine derartige Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtung ist beispielsweise in der EP 0 330 901 Al gezeigt. In der Praxis hat sich aber gezeigt, dass es bei der Messung mit dem optischen Sensor häufig zu Kollisionen mit dem Werkstück durch den taktilen Sensor kommt, was unerwünscht ist. Deshalb wird in der Regel bei einem Wechsel von taktilem Sensor zu optischem Sensor der taktile Sensor manuell vom Messkopf entfernt, so dass eine Kollision vermieden wird. Damit wiederum ist jedoch der Nachteil verbunden, dass eine genaue Kalibrierung der Systeme zueinander nicht gewährleistet ist, so dass ein kombiniertes Messen mit taktilem und optischem Sensor nur eingeschränkt oder garnicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen und ein kombiniertes Messen mit taktilem und optischem Sensor zu ermöglichen.
20
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass im Gehäuse für den optischen Sensor eine Wechseleinrichtung für den taktilen Sensor vorgesehen ist.
Dieser Wechseleinrichtung ist eine Ablagehalterung für den taktilen Sensor, d.h., für den Messtaster zugeordnet. Bei dem Messtaster kann es sich beispielsweise um einen solchen handeln, wie er in der EP 0 562 535 Al beschrieben ist. Dabei weist dieser Messtaster eine Präzisions-Kupplung auf, die es erlaubt, den Messtaster automatisiert in die Wechseleinrichtung einzusetzen oder aus dieser Einrichtung herauszulösen. Das bedeutet, dass der Messkopf zur Aufnahme des Messtasters die Ablagehalterung anfährt und der Messtaster in die Wechseleinrichtung eingedrückt und dort festgelegt wird.
— J —
Soll der Messtaster wieder aus der Wechseleinrichtung entnommen werden, so geschieht dies bevorzugt ebenfalls durch Lösen der Kupplung, wie dies in der EP 0 562 535 Al beschrieben ist. Selbstverständlich sind hier aber auch andere Systeme denkbar und sollen im Rahmen der Erfindung liegen.
Der neu entwickelte Messkopf ermöglicht so die Kombination von optischem und taktilem Sensor in der Weise, dass der optische Sensor im Austausch zum bisher verwendeten taktilen Sensor an der Z-Pinole fest montiert und justiert wird. Die integrierte Wechseleinrichtung in Verbindung mit der Ablagehalterung ermöglicht das Aufnehmen und Ablegen des taktilen Sensors innerhalb eines Messvorganges und erlaubt somit das kombinierte Messen mit beiden Sensoren ohne die oben beschriebenen Nachteile.
In einem weiter bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann zur Erweiterung der Funktionalität in dem erfindungsgemässen Messkopf noch ein Laser zur Oberflächenabtastung vorgesehen sein. Ferner ist denkbar, dass die Objektive als Wechselobjektive ausgestaltet oder mit einem Zoom versehen sind, um die Anwendungsmöglichkeiten zu verbreitern.
Bevorzugt weist der optische Sensor im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine hochauflösende CCD-Kamera auf, die über ein optisches System das Werkstück senkrecht zur X-/Y-Ebene der Messmaschine erfasst. Als Beleuchtung dient ein gegebenenfalls in Sektoren steuerbares, integriertes Ringlicht sowie ein auf dem Messtisch befestigter Leuchttisch. Durch den Kanten- und Oberflächenfokus können so dreidimensionale Messungen ausgeführt werden.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in ihrer einzigen Figur einen schematisch dargestellten Querschnitt durch einen Messkopf 1 einer Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtung für ein nicht näher gezeigtes Werkstück mit einer diesem Messkopf 1 zugeordneten Ablagehalterung 2.
Der Messkopf 1 weist ein zweiteiliges Gehäuse 3 auf, welches über eine Pinole 4 mit einem Schlitten od.dgl. Bewegungsmittel verbindbar ist. An diesem Schlitten ist der Messkopf 1 in X und Y - Richtung verfahrbar, ferner ist der Messkopf 1 bevorzugt in Z-Richtung absenkbar.
In dem Gehäuse 3 ist ein optischer Sensor 5 integriert, der eine CCD-Kamera 6 aufweist. Über diese Kamera 6 sind Bilder des Werkstückes aufnehmbar, die von der Kamera 6 durch ein Objektiv 7 betrachtet werden.
Als Beleuchtung für das Werkstück wird ein Ringlicht 8 um das Objektv 7 angeordnet, welches bevorzugt in Sektoren steuerbar ist. Ferner ist dem Objektiv 7 ein nicht näher gezeigter, auf dem Messtisch befestigter Leuchttisch zugeordnet, so dass durch einen Kanten- und Oberflächenfokus dreidimensionale Messungen ausgeführt werden können.
Ferner ist vorgesehen, dass das Objektiv 7 als Wechselobjektiv ausgestaltet ist, so dass ein für ein bestimmtes Werkstück vorgesehenes Objektiv zur Oberflächenermittlung vorgesehen werden kann. Des weiteren ist auch daran gedacht, das Objektiv 7 mit einer Zoom-Einrichtung zu versehen.
Erfindungsgemäss befindet sich neben dem Objektiv 7 in dem Gehäuse 3 eine Wechseleinrichtung 9 für einen Messtaster 10, d.h., für einen taktilen Sensor. Dieser Messtaster 10 befindet sich im Augenblick in der Ablagehalterung 2, kann jedoch jederzeit von der Wechseleinrichtung 9 angefahren und aufgenommen werden.
Von Vorteil bei der vorliegenden Erfindung ist auch, dass die Z-Pinole des Gehäuses 3 an herkömmliche Aufnahmeeinrichtungen von Schlitten od. dgl., in welchen bisher die herkömmlichen taktilen Sensoren festgelegt waren, eingesetzt werden kann. Hierdurch lässt sich eine erfindungungsgemässe Einrichtung über die Z-Pinole 4 mit einem herkömmlichen taktilen Sensor austauschen.
Die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung ist folgende:
Bei den heutigen Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtungen für Werkstücke werden bevorzugt berührungslose optische Sensoren verwendet, wie beispielsweise der optische Sennsor 5. Jedoch ist die Einsatzfähigkeit eines nur mit einem optischen Sensor ausgestatteten Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtung beschränkt, so dass in vielen Anwendungsfällen auch ein taktiler Sensor benötigt wird.
Gemäss der vorliegenden Erfindung fährt der Messkopf 1 zur Aufnahme des taktilen Sensors 10 die Ablagehalterung 2 an, der taktile Sensor 10 wird von der Wechseleinrichtung 9 übernommen und kann seine Tätigkeit aufnehmen, ohne dass es einer weiteren oder zusätzlichen Kalibrierung des taktilen Sensors bedarf.
Soll dann wieder eine optische Messung durchgeführt werden, so stört der Messtaster 10 bei Abfahren des Werkstückes durch den Messkopf 1, weshalb er vorher wieder in die Ablagehalterung 2 eingesetzt wird. 5

Claims (8)

Schutzansprüche
1. Mehrkoordinatenmess- und -prüfeinrichtung für ein Werkstück mit zumindest einem optischen und einem taktilen Sensor (5, 10), wobei ein Gehäuse (3) für den optischen Sensor (5) über eine Z-Pinole (4) mit einem Schlitten od.dgl. verbunden ist,
10
dadurch gekennzeichnet,
dass im Gehäuse (3) für den optischen Sensor (5) eine Wechseleinrichtung (9) für den taktilen ■ Sensor (10) vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem taktilen Sensor (10) eine Ablagehalterung (2) zugeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (3) ein Laser zur Oberflächenabtastung des Werkstückes vorgesehen ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (5) eine hochauflösende CCD-Kamera (6) aufweist, die über ein Objektiv (7) das Werkstück senkrecht zur X/Y-Ebene erfasst.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (7) als Wechselobjektiv ausgestaltet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Objektiv (7) als Zoom-Objektiv ausgestaltet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Objektiv (7) ein in Sektoren steuerbares Ringlicht (8) zugeordnet ist.
8. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) über die Z-Pinole (4) mit einem Schlitten od. dgl. austauschbar verbunden ist, wobei die Z-Pinole (4) anstelle des herkömmlichen taktilen Sensors (10) mit einem Schlitten od. dgl. verbindbar ist.
DE29808320U 1998-05-12 1998-05-12 Mehrkoordinatenmeß- und -prüfeinrichtung Expired - Lifetime DE29808320U1 (de)

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PCT/EP1999/003338 WO1999058932A1 (de) 1998-05-12 1999-05-12 Koordinatenmesseinrichtung mit multisensor
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