DE3816933A1 - Einrichtung zum automatischen nachlauf und zur konturmessung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell automati­ sierte Meß- und Bearbeitungseinrichtungen, und zwar be­ trifft die vorliegende Erfindung insbesondere eine elektro-optische Meßeinrichtung und Bearbeitungssteuer­ einrichtung, die in vorteilhafter Weise in Verbindung mit Werkzeugmaschinen verwendbar ist.

In den letzten Jahren ist es zu wesentlichen Fortschrit­ ten auf dem Gebiet der automatischen Bearbeitung gekom­ men. Große vielseitige CNC-Werkzeugmaschinen sind zum Standard geworden (die Bezeichnung CNC, die inzwischen in die deutsche Fachsprache Eingang gefunden hat, be­ deutet "computerisierte numerische Steuerung" oder auch kurz "Rechnersteuerung"). Solche Werkzeugmaschinen sind konventionellerweise mittels eines Computers programmiert, der auf Programminstruktionen anspricht, die durch Kon­ struktionsingenieure o. dgl. eingegeben worden sind. Eine solche Programmierung ist außerordentlich zeit- und kostenaufwendig.

Es besteht schon seit langem ein Bedürfnis nach Werkzeug­ maschinen, die durch eine "teach in"-Technik bzw. auf­ grund einer leicht lehrbaren Technik für die Erzeugung einer CNC-Datei programmiert werden können, die dann in gewünschter Weise verbessert, berichtigt oder modi­ fiziert werden kann. Soweit ersichtlich, gibt es der­ artige Maschinen bisher noch nicht.

Obwohl es Meßinstrumente für die elektro-optische Mes­ sung eines gegebenen Objekts und zur Ausgabe der Ko­ ordinaten desselben an einen Rechner für die nachfol­ gende Verwendung bei der Programmierung von Werkzeug­ maschinen gibt, ist eine solche Einrichtung bisher nicht mit einer Werkzeugmaschine als solcher integriert worden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Meß- und Nach­ laufeinrichtung zur Anbringung auf einem CNC-Bearbei­ tungskopf zur Verfügung gestellt werden, welche es er­ möglicht, die Konfiguration eines gegebenen Objekts di­ rekt in ein CNC-Steuergerät in dem Rahmen eines Bezugs- und Koordinatensystems des CNC-Bearbeitungskopfes ein­ zugeben.

Gemä8 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird infolgedessen eine Einrichtung für automati­ schen Nachlauf und automatische Konturmessung zur Verfügung ge­ stellt, die eine auf einem CNC-Bearbeitungskopf ange­ brachte elektro-optische Abtasteinrichtung zum Erzeugen einer Ausgangsangabe von Konturen eines Objekts in dem genauen Rahmen des Bezugs bzw. in dem genauen Bezugs­ rahmen des CNC-Bearbeitungskopfes umfaßt.

Au8erdem umfaßt die elektro-optische Abtasteinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung ein erstes und zweites Paar von im Ab­ stand voneinander vorgesehenen linearen Detektorgrup­ pierungen (unter einer Gruppierung soll hier insbeson­ dere eine regelmäßige Anordnung verstanden werden, ins­ besondere kann eine solche Gruppierung eine Reihe sein), wobei sich das erste und zweite Paar gegenseitig senk­ recht bzw. senkrecht zueinander erstrecken.

Weiter umfaßt die elektro-optische Abtasteinrichtung ge­ mäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen Strahl- bzw. Bündelteiler, der einen ersten Teil des einfallenden Lichts zu dem ersten Paar von im Abstand voneinander angeordneten linearen Detek­ toren, die in einer ersten Ebene liegen, zuführt und der einen zweiten Teil von einfallendem Licht zu dem zweiten Paar von im Abstand voneinander angeordneten linearen Detektoren zuführt, die in einer zweiten Ebene liegen, welche senkrecht zu der ersten Ebene ist.

Darüber hinaus definieren bzw. bilden das erste und zwei­ te Paar von linearen Detektoren und der Strahl- bzw. Bündelteiler gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine äquivalente Detektorgruppie­ rung in der Form einer planaren bzw. ebenen Gruppierung, welche den Umfang eines Rechtecks, Quadrats oder Krei­ ses begrenzt bzw. bildet.

Weiter umfaßt die Einrichtung zum Nachlauf und zur Kontur­ messung gemäß einer bevorzugten Ausführung der vorlie­ genden Erfindung außerdem eine Einrichtung zum Abtasten einer Richtung der Bewegung der Abtasteinrichtung mit Bezug auf das Objekt, das gemessen wird, sowie eine Ein­ richtung zum Kennzeichnen, Bestimmen oder Festlegen der vorderen Gruppierung mit Bezug auf die Richtung der Be­ wegung für das Liefern einer Richtungsinformation, und eine Einrichtung zum Kennzeichnen, Bestimmen oder Fest­ legen der folgenden Gruppierung mit Bezug auf die Rich­ tung der Bewegung zum Liefern einer Meßinformation.

Außerdem sind gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wählbare Werkstückbeleuchtungsmittel zum Erzielen einer Beleuchtung des Werkstücks von einer Richtung her, die gemäß der Beziehung der Kontur zu der vorderen Gruppierung gewählt ist, vorgesehen.

Weiterhin umfaßt die Einrichtung zur Nachlauf- und Kon­ turmessung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung außerdem einen kontaktlosen Abstands- bzw. Entfernungsfühler, und sie arbeitet da­ hingehend, daß sie die Konturen in drei Dimensionen mißt.

Zusätzlich ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung zum Liefern eines CNC- Programms vor der Bearbeitung vorgesehen, die eine Ein­ richtung zum Erzeugen einer dreidimensionalen Beschrei­ bung eines bearbeiteten Werkstücks auf der Basis eines CNC-Programms hierfür umfaßt, sowie eine Einrichtung zum Erzeugen einer synthetischen Zeichnung des bearbei­ teten Werkstücks aus der dreidimensionalen Beschreibung, und eine Einrichtung zum Vergleichen der synthetischen Zeichnung mit einer entsprechenden CAD-Datei für das bearbeitete Werkstück zum Liefern einer Ausgangsangabe von Diskrepanzen zwischen denselben (die Abkürzung CAD, die computerunterstützte Entwicklung bzw. rechnerunter­ stützte Konstruktion bzw. computerunterstütztes Entwer­ fen und Konstruieren bedeutet, hat inzwischen Eingang in die deutsche Fachsprache gefunden).

Schließlich kann gemäß der vorgenannten Ausführungsform einer Einrichtung zum Vergleichen des CNC-Programms, der dreidimensionalen Beschreibung oder der synthetischen Zeichnung mit gespeicherten akzeptablen Bearbeitungs­ parametern und zum Liefern einer Ausgangsangabe von Dis­ krepanzen zwischen Elementen des CNC-Programms und der akzeptablen Bearbeitungsparameter vorgesehen sein.

Die vorliegende Erfindung sei nun zu ihrem vollständige­ ren Verständnis und zu ihrer umfassenderen Würdigung an­ hand von besonders bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung in näheren Ein­ zelheiten beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 eine generalisierte Blockschaltbilddarstellung einer Ausführungsform eines Systems nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine bildliche Veranschaulichung der physischen Anordnung eines optischen Kopfes nach der vor­ liegenden Erfindung auf einem Bearbeitungskopf einer CNC-Maschine;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des in Fig. 2 angedeu­ teten optischen Kopfes;

Fig. 4 eine bildliche Veranschaulichung der Anordnung des Strahl- bzw. Bündelteilers und der Detekto­ ren in dem optischen Kopf der Fig. 3;

Fig. 5 eine Veranschaulichung der äquivalenten plana­ ren bzw. ebenen Detektorgruppierung, welche der Anordnung der Fig. 4 entspricht;

Fig. 6 eine optische Veranschaulichung des optischen Kopfes der Fig. 3;

Fig. 7 eine Veranschaulichung der allgemeinen Betriebs­ weise einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8A, 8B und 8C eine Veranschaulichung der Betriebsweise einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung für lineare oder nahezu lineare Bewegung;

Fig. 9A, 9B und 9C eine Veranschaulichung der Betriebsweise einer Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung für Ecken- und Dreh- bzw. Wendebewegung;

Fig. 10A, 10B und 10C eine Veranschaulichung der Betriebsweise ei­ ner Einrichtung nach der vorliegenden Erfin­ dung für drei spezielle Fälle;

Fig. 11A, 11B und 11C eine Veranschaulichung der Betriebsweise ei­ ner Beleuchtungseinrichtung nach der vorlie­ genden Erfindung für drei typische Fälle;

Fig. 12A, 12B und 12C eine Veranschaulichung der Betriebsweise ei­ ner automatischen Scharfstelleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ein elektrisches Blockschaltbild eines ersten Teils der elektronischen Schaltung in einem Abtast- bzw. Sensorkopf nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14 ein elektrisches Blockschaltbild eines zweiten Teils der elektronischen Schaltung in dem Sen­ sor- bzw. Abtastkopf nach der vorliegenden Er­ findung;

Fig. 15 ein elektrisches Blockschaltbild der elektroni­ schen Einheit, die einen Teil in einer Ein­ richtung nach der vorliegenden Erfindung bil­ det;

Fig. 16 ein elektrisches Blockschaltbild der Analog­ schaltungstafel bzw. -baugruppe, die einen Teil der Elektronikeinheit der Fig. 15 bildet;

Fig. 17 ein elektrisches Blockschaltbild der Rechner­ schaltungstafel bzw. -baugruppe, die einen Teil der Elektronikeinheit der Fig. 15 bildet;

Fig. 18 eine generalisierte bildliche Veranschaulichung eines optischen Kopfes, der für dreidimensiona­ le Messungen eines Werkstücks bzw. an einem Werkstück arrangiert bzw. angeordnet ist;

Fig. 19 bis 23 je ein Ablaufdiagramm, welche Operationsalgo­ rithmen veranschaulichen, die in vorteilhaf­ ter Weise bei der vorliegenden Erfindung an­ gewandt werden können;

Fig. 24A, 24B und 24C Veranschaulichungen von drei Arten von Be­ leuchtungsselektions- bzw. -auswahlkonfi­ gurationen;

Fig. 25A und 25B eine Veranschaulichung von zwei speziellen Statuskategorien des A-Typs;

Fig. 26A und 26B eine Veranschaulichung von zwei speziellen Statuskategorien des B-Typs;

Fig. 27A und 27B eine Veranschaulichung von zwei speziellen Statuskategorien des C-Typs;

Fig. 28A und 28B eine Veranschaulichung von zwei speziellen Statuskategorien des D-Typs;

Fig. 29 eine Veranschaulichung einer speziellen Status­ kategorie des E-Typs; und

Fig. 30 eine Veranschaulichung einer Einrichtung zum Ausprobieren bzw. Prüfen von CNC-Programmen.

Bei der folgenden detaillierten Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen der Erfindung sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, welche eine Meß- und Nachlaufein­ richtung zum Anbringen auf einem CNC-Bearbeitungskopf veranschaulicht, die gemäß einer bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung aufgebaut ist und arbeitet. Ein Sen­ sorkopf 10 (der Sensor wird hier zusammenfassend für die Begriffe Meßwertgeber, Meßfühler, Aufnehmer, Sensor, Ab­ tasteinrichtung o.dgl. verwendet), der in Fig. 3 veran­ schaulicht und weiter unten in näheren Einzelheiten be­ schrieben ist, ist auf einem Maschinenkopf einer CNC- Werkzeugmaschine angebracht, wie beispielsweise auf ei­ ner in der Bundesrepublik Deutschland hergestellten IMA NORTE CNC Fräsmaschine, die dazu geeignet ist, eine Echt­ zeitfähigkeit zu haben, und zwar ist der Sensorkopf 10 in einer Weise angebracht, die generell in Fig. 2 veran­ schaulicht ist. Eine Elektronikeinheit 12 ist irgendwo auf der CNC-Werkzeugmaschine oder in der Nähe derselben angebracht und befindet sich über geeignete flexible Leiter 14 in Kommunikationsverbindung mit dem Sensor­ kopf 10. Die Elektronikeinheit 12 empfängt außerdem Positionseingangssignale von einem X, Y, Z Positions­ codierer 16, der auf dem Maschinenkopf angebracht ist, und sie befindet sich außerdem in Kommunikationsverbin­ dung mit einer Maschinensteuerung 18, wobei sowohl der Positionscodierer 16 als auch die Maschinensteuerung 18 einen integralen Teil von CNC-Werkzeugmaschinen bilden. Die Elektronikeinheit befindet sich außerdem mit einer Systemsteuereinrichtung (nicht gezeigt) in Kommunika­ tionsverbindung, und zwar beispielsweise, wie vorlie­ gend dargestellt, über einen RS 232-Port bzw. über ein RS 232-Tor.

Die Werkzeugmaschine und deren Steuereinrichtung sollte von einem Typ sein, welcher in der Lage ist, Echtzeit­ kommunikation mit der Elektronikeinheit zu halten, wie beispielsweise eine MILLMASTER B-5V, welche von der Fa. Shizuoka, Japan, hergestellt und mit einem FANUC SYSTEM 11M MODEL A ausgerüstet ist, und zwar unter Verwendung der BANDBETRIEBSWEISE für die Eingabe, der G37 ANWEISUNG für die Interruption bzw. Unterbrechung und die Messung der Position, und der POSITIONSSICHTWIEDERGABEOPTION für die Wiedergewinnung bzw. das Wiederfinden von Positionsdaten.

Es sei wieder auf Fig. 2 Bezug genommen, in der in gene­ ralisierter Seitenansichtsdarstellung eine Werkzeugma­ schine zu sehen ist, die eine Basis 11 umfaßt, sowie ei­ nen Maschinenkopf 13, der sich relativ zu der Basis 11 bewegt und eine Spindel 15 aufweist. Der Sensorkopf 10 ist ortsfest auf dem Maschinenkopf 13 angebracht. Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der optische Kopf auf der Spindel angebracht sein.

Es sei nun auf die Fig. 3 und 6 Bezug genommen, aus de­ nen ein optischer Kopf ersichtlich ist, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist und arbeitet, und der ein Gehäuse 20 umfaßt, das ein damit verbundenes Befestigungsteil 22 hat, welches zum Befestigen des optischen Kopfes auf dem Maschinen­ kopf einer CNC-Maschine, wie in Fig. 3 veranschaulicht, angeordnet ist. Innerhalb des Gehäuses 20 ist ein opti­ sches Filterfenster 24 vorgesehen, welches so angeord­ net ist, daß es eine Lichtkommunikation mit einem Werk­ stück (nicht gezeigt) innerhalb eines vorher definier­ ten bzw. festgelegten Wellenlängenbereichs ermöglicht, der typischer- bzw. vorzugsweise außerhalb des sicht­ baren Spektrums im nahen Infrarotbereich (Infrarot wird nachfolgend in üblicher Weise mit IR abgekürzt) liegt, so daß dieses Filterfenster 24 Beleuchtung von der Um­ gebung und von Störlichtquellen her ausfiltert. Ein oder mehrere Luftstrahlen bzw. -strahlströme 25 sind so arrangiert, daß das Filterfenster 24 in einer konven­ tionellen CNC-Umgebung saubergehalten wird.

Vier Beleuchtungsquellen 27 sind auf bzw. an den jewei­ ligen vier Seiten des Filterfensters 24 angeordnet und werden wahlweise betrieben, um eine Schrägbeleuchtung eines Werkstücks zu bewirken, so daß dadurch eine Defi­ nition hoher Auflösung der Ränder desselben erzielt wird. Jede Beleuchtungsquelle 27 ist oder umfaßt typi­ scher- bzw. vorzugsweise eine LED 29 (die Abkürzung LED wird, wie üblich, für "lichtemittierende Diode" verwen­ det), die in einem Glas- oder Kunststofflichtleiter 31 bzw. in einer Glas- oder Kunststofflichtführung 31 ein­ gebettet ist, wie beispielsweise ein solcher Lichtlei­ ter bzw. eine solche Lichtführung, der bzw. die aus Perspex (Warenzeichen) ausgebildet und so konfiguriert bzw. gestaltet ist, daß eine Beleuchtung des gesamten Bereichs erzielt wird, der durch das Fenster 24 sicht­ bar ist. Vorzugsweise ist die Wellenlänge der LED 29 auf die Empfindlichkeit der Sensorgruppierungen 30 und 32 und auf die Durchlaßwellenlänge des Filters 24 abge­ stimmt.

Hinter dem Fenster 24 ist eine fokussierende Linse oder Linsengruppe 26 angeordnet, die sich in einer funktio­ nellen optischen Anordnung bezüglich eines Strahl- bzw. Bündelteilers 28 befindet, entlang von dessen zwei kon­ jugierten bzw. zugeordneten Oberflächen ein erstes bzw. zweites Paar 30 bzw. 32 von linearen Sensorgruppierun­ gen, wie beispielsweise CCD-Lineargruppierungen, ange­ ordnet ist (die Abkürzung CCD wird hier für ladungsge­ koppelte Einrichtungen verwendet, so daß es sich also bei den linearen Sensorgruppierungen beispielsweise um lineare Gruppierungen von ladungsgekoppelten Einrich­ tungen bzw. Sensorelementen handeln kann). Die elektro­ nische Schaltung, die mit den Sensorgruppierungen ver­ bunden ist, befindet sich auf Schaltungstafeln 33. Zu­ sätzliche elektronische Schaltung bzw. Schaltungen (nicht gezeigt) befindet bzw. befinden sich innerhalb des Gehäuses 20.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Lichtquelle 34, wie beispielsweise eine LED, mittels einer Linse 36 auf ein Stift- bzw. Visierloch 38 fokussiert, das sich in der Mitte von einer der Oberflächen des Strahl- bzw. Bündelteilers 28 zwischen dem ersten Paar 30 von linearen Gruppierungen befindet. Das Stift- bzw. Visierloch wird mittels der Linse 26 auf einem zu messenden Objekt in einer Objektebene 40 (siehe Fig. 6) abgebildet, so daß ein kleiner sicht­ barer Lichtfleck 41 erhalten wird, der beim Einrichten und/oder bei der Einstellung der Einrichtung hilfreich ist.

Es sei nun auf die Fig. 4 und 5 Bezug genommen, welche bevorzugte Konfiguration von Sensoren veranschaulichen, die gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Die Fig. 4 veranschaulicht die physische Anordnung der Sensorgruppierungen auf dem Strahlenteiler 28. Es ist ersichtlich, daß das erste Paar 30 im Abstand vonein­ ander befindliche, generell parallel angeordneten Sen­ soren 42 und 44 umfaßt, während das zweite Paar 32 im Abstand voneinander befindliche, generell parallel an­ geordneten Sensoren 46 und 48 umfaßt, die sich senk­ recht zu den Sensoren 42 und 44 erstrecken.

Die Fig. 5 zeigt die äquivalente Sensoranordnung 50 in einer zu der Objektebene 40 parallelen Ebene, und diese entspricht der Sensorgruppierung der Fig. 4. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, beschreibt die Sensorgruppie­ rung die äußere Begrenzung oder den Umfang eines Recht­ ecks der vorliegenden Ausführungsform, speziell eines Quadrats. Ein prinzipieller Vorteil dieser Konfigura­ tion besteht in der Möglichkeit, ihre Ausrichtung re­ lativ zu den Bezugsachsen des Maschinenkopfes ortsfest zu halten. Alternativ kann die Sensorgruppierung eine äußere Begrenzung oder den Umfang irgendeiner anderen geeigneten Form beschreiben, wie beispielsweise die äuße­ re Begrenzung oder den Umfang eines Kreises. Jeder kon­ ventionelle kreisförmige CCD-Detektor kann zu diesem Zweck verwendet werden, wie beispielsweise ein EG & Reticon RO 0720 B.

Es sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß die rechteckige Sensorgruppierung 50 der Fig. 5 der Anordnung einer gegebenen Kontur 52 ohne Drehung folgen bzw. nachlaufen kann, so daß dadurch die inhä­ rente Genauigkeit der Positionierung des CNC-Maschinen­ kopfes aufrechterhalten wird. Es sei darauf hingewiesen, daß das Bild des Rands einer Kontur normalerweise we­ nigstens zwei lineare Teile der Gruppierung 50 schneidet. Es sei weiter darauf hingewiesen, daß unterschiedliche lineare Teile der Gruppierung 50 den vorderen Rand der­ selben in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung und der Konfiguration der Kontur 52 an einer gegebenen Stel­ le auf derselben definieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Voraussehfähigkeit durch den vorderen Rand zu jeder gegebenen Zeit vorhanden. Sie liefert Informationen be­ züglich der generellen Richtung der Kontur, so daß da­ durch die CNC-Steuereinrichtung befähigt wird, die X- und Y-Geschwindigkeiten des Maschinenkopfes entsprechend zu wählen, um eine glatte, sanfte, stoßfreie und effi­ ziente Bewegung zu erbringen.

Der folgende Rand liefert gemäß einer bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung Meßinformation durch Angabe des Bildelementorts der Kontur. Das System kombiniert diese Information mit der bekannten festen Beziehung zwischen jedem Bildelementort auf der Gruppierung 50 zu dem Zentrum des Bearbeitungskopfes und der bekannten Position des Bearbeitungskopfes zu jeder gegebenen Zeit, um zu jeder gegebenen Zeit Positionskoordinaten für die Kontur zu liefern.

Es ist ein spezielles Merkmal der Erfindung, daß die Sen­ sorgruppierung 50 eine viel schnellere Bearbeitung bzw. Datenverarbeitung ermöglicht, als sie bei einer vollen Matrixgruppierung möglich wäre, die eine große Menge an Daten liefern würde, welche eine Bearbeitung erfordern, und zwar über diejenigen Daten hinaus, die für die Nach­ lauffunktion erforderlich sind.

Der Nachlaufbetrieb der Einrichtung nach der vorliegen­ den Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 10C beschrieben. Generell gesagt, werden nach der vorliegenden Erfindung zwei Arten von Eingangsdaten ver­ wendet: Rahmendaten, die von den vier linearen Teilen der Gruppierung 50 erhalten werden, und Statusdaten, die von dem CNC-Positionssensor 16 herkommen.

Die Rahmendatenangabe gibt an, welche der vier linearen Sensorgruppierungen der Gruppierung 50 eine Schwarz/Weiß- Überquerung hat, das heißt im Eingriff mit einer Kontur ist, und sie gibt weiter den Ort der Schwarz/Weiß-Über­ querung längs dieser linearen Gruppierung an. Aufgrund der schrägen Beleuchtung des Werkstücksobjekts, die ge­ mäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vor­ gesehen ist, ist ein weißes Bildelement ein Bildelement, das Licht empfängt, welches von dem Werkstück reflek­ tiert worden ist, während ein schwarzes Bildelement ein Bildelement ist, das kein reflektiertes Licht von dem Werkstück empfängt. Eine Gruppierung, die eine Schwarz/ Weiß-Überquerung hat, wird als eine "Übergangsgruppie­ rung" bezeichnet. Die Einrichtung gemäß der veranschau­ lichten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in der Lage, nur eine einzige Schwarz/Weiß-Überquerung in jeder gegebenen Übergangsgruppierung zu detektieren. Infolgedessen wird jede Übergangsgruppierung als aus ei­ nem weißen Teil und einem schwarzen Teil bestehend be­ trachtet.

Es sei darauf hingewiesen, daß für jede der vier linea­ ren Gruppierungen nur zwei Datenelemente festgehalten werden, nämlich die Bildelementzahl des ersten weißen Bildelements in der linearen Gruppierung und die Bild­ elementzahl des ersten schwarzen Bildelements in der linearen Gruppierung. Wenn keine weißen Bildelemente in einer linearen Gruppierung vorhanden sind, wird die Bild­ elementzahl als Null angegeben, was in entsprechender Weise für schwarze Bildelemente gilt.

Die Statusdatenangabe gibt die Koordinaten des Zentrums des Bearbeitungskopfes an, und sie gibt außerdem die Ge­ schwindigkeit längs der x- und y-Achse des Sensorkopfs an.

Die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung arbeitet in der Weise, daß sie die folgenden logischen Aufgaben erfüllt:
Ausrichtung - Definieren bzw. Angeben des generellen Orts der Kontur relativ zu dem Maschinenkopf;
Koordinaten - Bestimmen der speziellen Koordinaten von Schwarz/Weiß-Überquerungen relativ zu dem Maschinen­ kopf;
generelle Richtung - Bestimmung der generellen Rich­ tung der nächsten Bewegung des Maschinenkopfes; und
logische Kontrolle - Verifizieren der Konsistenz bzw. Übereinstimmung von Eingangsdaten.

Es sei nun auf die Fig. 8A bis 8C Bezug genommen, die die Betriebsweise der Erfindung für lineare oder nahezu linea­ re Bewegung beim Bestimmen der Geschwindigkeit und der Richtung der Bewegung veranschaulichen. Die folgenden beiden Kriterien beherrschen den Betrieb:

1. Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit des Kopfes parallel zu der Kontur bzw. Sicherstellung, daß die Ge­ schwindigkeit des Kopfes parallel zu der Kontur ist; und

2. Aufrechterhaltung der Gruppierung 50 zentriert auf der Kontur bzw. Wahrung des auf der Kontur zentrierten Zustands der Gruppierung 50.

Die Fig. 8A veranschaulicht eine Situation, in welcher die Geschwindigkeit, die durch den Pfeil 60 angedeutet ist, nicht parallel zu der Kontur ist. In einem solchen Falle wird die Geschwindigkeit so eingestellt, daß sie so ist, wie durch den Pfeil 62 angedeutet, das heißt parallel zu der Kontur, und die Geschwindigkeit wird vermindert.

Die Fig. 8B veranschaulicht eine Situation, in welcher die Geschwindigkeit, die durch den Pfeil 64 angedeutet ist, generell parallel zu der Kontur verläuft, jedoch die Gruppierung 50 nicht auf der Kontur zentriert ist. In einem solchen Falle wird die y-Achsen-Position der Kontur so eingestellt, daß die Gruppierung 50 abgesenkt wird, und die volle Geschwindigkeit wird in der glei­ chen Richtung aufrechterhalten.

Die Fig. 8C veranschaulicht eine Situation, in welcher die durch den Pfeil 66 angedeutet Geschwindigkeit gene­ rell parallel zu der Kontur ist und in welcher die Gruppierung generell auf der Kontur zentriert ist. In einem solchen Fall werden keine Korrekturen durchge­ führt, und die volle Geschwindigkeit wird in der glei­ chen Richtung aufrechterhalten.

Die Fig. 9A bis 9C veranschaulichen die Behandlung von Eckenkonfigurationen. Fig. 9A veranschaulicht eine ge­ nerell glatte bzw. sanfte bzw. konvex gerundete Ecke, die Fig. 9B veranschaulicht eine scharfe Ecke, und die Fig. 9C veranschaulicht einen "Krater". In jeder die­ ser Situationen wird die Geschwindigkeit des Maschinen­ kopfes vermindert, und es werden Geschwindigkeitenein­ stellungen bzw. Einstellungen der Richtung der Geschwin­ digkeit ausgeführt.

Es ist ein spezielles Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß die Abtastrate über die Zeit konstant ist. Wenn in­ folgedessen die Bewegung des Bearbeitungskopfes vermin­ dert wird, wird eine entsprechend größere Abtastdichte vorgesehen, wie es für eine genaue Messung in nichtli­ nearen Meßumgebungen erforderlich ist.

Fig. 10A bis 10C veranschaulichen drei exemplarische Spezialfälle. Fig. 10A veranschaulicht ein "schmales Ende", das durch drei schwarze Gruppierungen, das heißt Gruppierungen, die kein von dem Werkstück reflektiertes Licht empfangen, charakterisiert ist. Fig. 10B veran­ schaulicht eine "Bucht", die durch eine abrupte Posi­ tionsverschiebung der Schwarz/Weiß-Überquerung auf ei­ ner gegebenen linearen Gruppierung charakterisiert ist. Fig. 10C veranschaulicht einen "Finger", der durch drei nichtgleichförmige lineare Gruppierungen charakterisiert ist. Jeder dieser Spezialfälle wird mittels einer ge­ eigneten Algorithmus-Subroutine bzw. mittels eines ge­ eigneten Algorithmus-Unterprogramms behandelt.

Um ein relativ hohes Signal-zu-Rauschen-Verhältnis zu erzielen, wird in der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine Beleuchtungstechnik angewandt, die eine Schattierung des zu messenden Objekts erzeugt. Demgemäß ist eine Schrägbeleuchtung vorgesehen, die von dem Inneren des zu messenden Objekts zu dessen Kontur ge­ richtet ist.

Vorzugsweise wird eine Gesamtheit von vier Beleuchtungs­ quellen 70 angewandt, wie beispielsweise LEDs, die in Glas- oder Kunststofflichtführungen bzw. -leitern einge­ bettet sind, wie es zum Beispiel eine Lichtführung bzw. ein Lichtleiter ist, die bzw. der aus Perspex (Waren­ zeichen) ausgebildet ist, und diese Beleuchtungsquellen werden mit angemessenen Reflektoren verwendet, und wei­ ter sind diese Beleuchtungsquellen je außerhalb bzw. auf der Außenseite einer entsprechenden Gruppierung derje­ nigen linearen Gruppierungen, aus denen die Gruppierung 50 aufgebaut ist, zentriert. Zu jedem gegebenen Zeit­ punkt befindet sich nur eine einzige der Quellen 70 im Leuchtzustand. Wie aus den Fig. 11A bis 11C ersichtlich ist, wird zur Beleuchtung die Quelle gewählt, die am nahesten über dem Objekt zentriert ist. Die von jeder Quelle gelieferte Beleuchtung reicht aus, das gesamte augenblickliche Sichtfeld zu überdecken. Vorzugsweise ist die Ausgangswellenlänge der Quelle auf diejenige der linearen Sensorgruppierungen abgestimmt, um das Signal- zu-Rauschen-Verhältnis, das erzielt wird, zu verbessern.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine automatische Fokussierungseinrichtung vorge­ sehen, und diese arbeitet dahingehend, daß sie die z- Achsen-Position des Maschinenkopfes so einstellt, daß das Bild der Kontur auf der Detektorgruppierung 50 scharf gehalten wird. Die Fig. 12A veranschaulicht ein Signal, daß eine Unscharfanordnung sowohl in Ausgangs­ signalform als auch in Ansprech- bzw. Schwellwertsignal­ form ist, während Fig. 12B die Ausgangssignalform und die Ansprech- bzw. Schwellwertsignalform einer scharf gestellten Anordnung veranschaulicht. Beide Signale wer­ den aus einer Schwarz/Weiß-Überquerung abgeleitet, wie sie in Fig. 12C veranschaulicht ist.

Die mit dem Sensorkopf 10 (Fig. 1) verbundene Elektronik­ schaltung ist in den Fig. 13 und 14 veranschaulicht, aus denen ersichtlich ist, daß diese Elektronikschaltung ei­ ne Taktgebungseinrichtung 80 zum Betreiben der CCD-Sensor­ gruppierungen, eine Videovorsignalverarbeitungsschaltung 82, eine Beleuchtungssteuerschaltung 84 und eine Strom­ versorgung 86 umfaßt.

Die Elektronikschaltung, die in der Elektronikeinheit 12 (Fig. 1) mitinbegriffen ist, ist generell in Fig. 15 ver­ anschaulicht, diese Elektronikschaltung weist eine Analog­ schaltungstafel 90, eine Rechnerschaltungstafel 92 und eine Stromversorgung 94 auf. Die Analogschaltungstafel ist in Fig. 16 veranschaulicht und weist eine Schaltung 96 für die Videosignalverarbeitung und eine Schaltung 98 für die automatische Fokussierungssteuerung bzw. die automatische Scharfstellungssteuerung auf. Die Rechner­ schaltungstafel ist in Fig. 17 veranschaulicht und weist typischer- bzw. vorzugsweise einen 16-Bit-Mikroprozessor und eine Treiberschaltung hierfür, die insgesamt mit 100 bezeichnet sind, sowie Programm- und Datenspeicher 102, eine Fokussierungs- bzw. Scharfstellungssteuerschaltung 104, eine digitale Videoschaltung 106, eine Beleuchtungs­ steuerschaltung 108, RS 232-Kommunikationsports bzw. -tore 110 und 112 für die Schnittstelle mit einem ex­ ternen Rechnermonitor und mit der CNC-Steuereinrichtung auf, sowie einen Hauptbezugstaktgeber 114 zur Systemtakt­ gebung.

Es wird nun auf Fig. 18 Bezug genommen, welche einen mo­ difizierten optischen Kopf veranschaulicht, der insbe­ sondere zum Ausführen von dreidimensionalen Messungen konstruiert ist. Die Einrichtung der Fig. 18 weist ty­ pischer- bzw. vorzugsweise alle diejenigen Elemente des optischen Kopfes auf, die oben in Verbindung mit den Fig. 1 bis 3 beschrieben sind, und die zusammen als ein Rand­ detektor 110 wie auch als ein Bereichsangeber bzw. -anzei­ ger 122, wie beispielsweise ein Bereichsangeber bzw. -anzeiger, wie er von der Fa. EL OR Optronics Ltd., Afeka, Israel, hergestellt wird, identifiziert sind.

Die Einrichtung der Fig. 18 hat einen signifikanten Vor­ teil gegenüber Detektoren für eine dreidimensionale Kon­ tur nach dem Stand der Technik insofern, als darin keine physische Sonde verwendet wird, und infolgedessen erfor­ dert die Einrichtung nach der Fig. 18 keine komplizierte Hinein- und Herausbewegungen, die ein Detektor für eine dreidimensionale Kontur nach dem Stande der Technik be­ inhaltet, damit es ermöglicht wird, die Sonde von Teilen des Werkstücks abzuheben, wenn sich die Sonde von einem Ort zum anderen bzw. von einer Stelle des Werkstücks zur anderen bewegt.

Die Betriebsalgorithmen für die Einrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Fign. 19 bis 24 beschrieben.

Es sei zunächst auf Fig. 19 Bezug genommen, in der ein Ablaufdiagramm dargestellt ist, welches die Gesamtbe­ triebsweise der Einrichtung nach der vorliegenden Erfin­ dung veranschaulicht, und zwar unter Einschluß des Mikro­ prozessors 100 der Elektronikeinheit 12, der hier als VMS-Computer bezeichnet ist.

Beim Beginn des Betriebs werden sowohl Statusdaten von dem CNC-Positionscodierer 16 als auch Rahmendaten von dem Sensorkopf 10 gelesen, und die jeweiligen Daten wer­ den empfangen, und die Subroutine ANALYSE wird begonnen. Es sei nun auf Fig. 20 Bezug genommen, aus der ersicht­ lich ist, daß das Analyseprogramm mit einer Systemstatus­ kontrolle beginnt. In dem Fall, in dem ein Fehler gefun­ den wird, wird eine geeignete Mitteilung, Anzeige, Mel­ dung o.dgl. geliefert und der Betrieb wird beendet.

Die Subroutine für die Systemstatuskontrolle ist in Fig. 21 veranschaulicht, und sie weist Kontrollen bezüglich der Rechtmäßigkeit bzw. Zulässigkeit der Rahmendaten und der Kopfposition sowie der Geschwindigkeit auf. Eine Un­ zulässigkeit, die sich bei einer dieser Kontrollen er­ gibt, erzeugt eine Fehlervorgabe. Nachfolgend wird eine Kontrolle bezüglich der Gegenwart einer speziellen Sta­ tusflagge bzw. eines speziellen Statuskennzeichens aus­ geführt, gefolgt von einer Kontrolle bezüglich des nor­ malen Status. Ein negatives Ansprechen auf die Kontrolle bezüglich des normalen Status erzeugt eine Spezialstatus­ anzeige.

Der normale Statustest ist in Fig. 22 veranschaulicht. Er umfaßt eine anfängliche Kontrolle, ob die Anzahl von Übergangsgruppierungen gleich zwei ist. Wenn das nicht der Fall ist, wird ein Spezialstatus angezeigt.

Als nächstes wird bestimmt, ob die Übergangsgruppierungen parallel sind. Wenn das nicht der Fall ist, wird die An­ zahl von Gruppierungen bestimmt, die alle schwarz (das heißt vollständig außerhalb des Objekts) sind. Wenn die Anzahl 1 ist, dann wird ein Spezialstatus angezeigt. Wenn die Anzahl null ist, dann wird bestimmt, ob die vollstän­ dig weißen Teile einander benachbart sind. Wenn nicht, wird ein Spezialstatus angezeigt. Wenn ja, dann wird der Normalstatus angezeigt.

Wenn die Übergangsgruppierungen parallel sind, wird be­ stimmt, ob alle schwarzen Teile einander benachbart sind. Wenn nicht, wird ein Spezialstatus angezeigt, wenn ja, wird der Normalstatus angezeigt.

Es sei nun wieder auf Fig. 20 Bezug genommen, aus der ersichtlich ist, daß dann, wenn der Normalstatus gefun­ den wird, der Randwinkel und die Abweichung berechnet werden, und zwar basierend auf den empfangenen Rahmen- und Statusdaten. Dann wird die Dezentrierung berechnet, und dann werden diese Parameter kontrolliert, um zu se­ hen, ob sie rechtmäßig bzw. zulässig sind. Wenn sie nicht rechtmäßig bzw. zulässig sind, dann wird die oben beschriebene Fehlerzuweisung ausgeführt und der Betrieb wird beendet. Wenn die Parameter als annehmbar befunden werden, wird eine Entscheidung über die Bearbeitungskopf­ geschwindigkeit und -versetzung gemäß der Randwinkel-, Abweichungs- und Dezentrierungsinformation getroffen.

Der Algorithmus zum Auswählen einer angemessenen Licht­ quelle für die Beleuchtung ist in Fig. 23 veranschaulicht und weist eine Bestimmung darüber auf, ob die Übergangs­ gruppierungen parallel sind. Wenn ja, dann wird eine Fall-A-Situation angezeigt, und die innenseitige Grup­ pierung ist eine vollständig weiße Gruppierung, das heißt vollständig innerhalb des Objekts. Wenn nein, wird eine Fall-B-Situation angezeigt, und es wird eine Bestim­ mung über die Anzahl der vollständig schwarzen Gruppie­ rungen durchgeführt. Wenn die Anzahl null ist, wird eine Fall-B2-Situation angezeigt. Wenn die Anzahl zwei ist, wird eine Fall-B1-Situation angezeigt.

Die Situationen des Falls A, des Falls B 1 und des Falls B 2 sind in den Fig. 24A bis 24C veranschaulicht. In je­ der dieser Darstellungen ist die vordere Gruppierung mit L bezeichnet, während die nachfolgende Gruppierung mit F und die betätigte bzw. aktivierte Lichtquelle mit S be­ zeichnet sind.

Sowohl im Falle B 1 als auch im Falle B 2 wird bestimmt, ob der Winkel γ _F zwischen der Kontur und der folgenden Grup­ pierung kleiner als 1/Quadratwurzel aus 2 ist. In dem Fall B 1 gilt, daß dann, wenn γ _F kleiner als 1/Quadrat­ wurzel aus 2 ist, die innenseitige bzw. innere Gruppie­ rung der Folger ist. In dem Fall B 2 gilt, wenn γ _F kleiner als 1/Quadratwurzel aus 2 ist, die innere bzw. innenseitige Gruppierung die Gruppierung parallel zu dem Führer ist. Für den Fall B 1 gilt, wenn γ _F größer als 1/Quadratwurzel aus 2 ist, daß die innenseitige bzw. innere Gruppierung der Führer ist. Für den Fall B 2 gilt, daß dann, wenn γ _F kleiner als 1/Quadratwurzel aus 2 ist, die innenseitige bzw. innere Gruppierung die Gruppierung parallel zu dem Folger ist (unter Führer wird hier die führende Gruppie­ rung und unter Folger die folgende Gruppierung verstan­ den).

Als nächstes wird die Lichtquelle S, die eng hinter der innenseitigen bzw. inneren Gruppierung zentriert ist, beleuchtet bzw. aktiviert. Danach wird die Konturpunkt­ koordinate berechnet und in einer Konturdatei gespei­ chert. Nachfolgend wird ein Statusvektor berechnet und in einer Statusdatei gespeichert.

Wenn ein Spezialstatus gefunden wird, wird der spezifi­ sche Spezialfall, der aufgetreten ist, identifiziert. Wenn es nicht ein rechtmäßiger bzw. zulässiger Fall ist, folgt eine Fehlerprozedur, während, wenn er rechtmäßig bzw. zulässig ist, eine Entscheidung über die Kopfge­ schwindigkeit und -versetzung gemäß einer speziellen Subroutine, die spezifisch für den gegebenen Spezialfall ist, getroffen wird. Die Lichtquelle wird dann ausge­ wählt, und der Konturpunkt und der Statusvektor werden dann wie in dem Normalstatusfall ausgewählt.

Die Spezialstatusuntersuchung versucht, die Spezialsta­ tussituationen in eine Spezialstatuskategorie aus einer Mehrzahl von Spezialstatuskategorien zu klassifizieren.

Die Fig. 25A und 25B veranschaulichen zwei Spezialstatus­ kategorien des A-Typs. Die Fig. 26A und 26B veranschau­ lichen zwei Spezialstatuskategorien des B-Typs. Die Fig. 27A und 27B veranschaulichen zwei Spezialstatuskatego­ rien des C-Typs. Die Fig. 28A und 28B veranschaulichen zwei Spezialstatuskategorien des D-Typs. Die Fig. 29 veranschaulicht eine Spezialstatuskategorie des E-Typs.

Die verschiedenen Typen von Spezialstatuskategorien wer­ den mittels der folgenden Parameter klassifiziert:

• 1. die Anzahl von vollständig schwarzen Gruppierungen;
• 2. die Anzahl von vollständig weißen Gruppierungen;
• 3. die Anzahl von vollständig schwarzen Gruppierun­ gen benachbart einem weißen Teil einer Gruppierung;
• 4. die Anzahl von vollständig weißen Gruppierungen benachbart einem schwarzen Teil einer Gruppierung; und
• 5. die Anzahl von weißen Teilen benachbart schwar­ zen Teilen.

Es sei nun wieder auf Fig. 19 Bezug genommen, wonach auf die Vollendung des Analyseprogramms von dem System Ge­ schwindigkeits- bzw. Geschwindigkeitsrichtungs- und Ver­ setzungsbefehle an die CNC-Steuereinrichtung und Licht­ quellenwählbefehle an die Elektronik in dem Sensorkopf 10 geliefert werden.

Danach wird bestimmt, wann die Abtastperiodenzeitverzö­ gerung t ₁ zwischen den Messungen verstrichen ist. Wenn das aufgetreten ist, wird der Sensorbetriebstaktgeber auf null gestellt, und der Meßzyklus für eine neue Messung wird von neuem begonnen.

Es sei nun auf Fig. 30 Bezug genommen, die eine Einrich­ tung zum Prüfen von CNC-Programmen ohne die Notwendig­ keit einer Erprobungsbearbeitung und die hohen Kosten- und Zeiterfordernisse, die damit verbunden sind, veran­ schaulicht. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Einrichtung 140 zur Verfügung gestellt, welche bewirkt, daß ein CNC-Programm unter Benutzung konventioneller Techniken so verarbeitet wird, daß eine dreidimensiona­ le Beschreibung des bearbeiteten Objekts, welche durch dieses Programm erzeugt werden soll, definiert bzw. ge­ geben wird. Außerdem ist die Einrichtung 142 vorgesehen, welche bewirkt, daß diese dreidimensionale Beschreibung weiterverarbeitet wird, und zwar auch mittels konventio­ neller Techniken, um eine synthetische Zeichnung 144 des bearbeiteten Objekts zu erzeugen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die synthetische Zeichnung mittels einer Vergleichseinrichtung 146, die auch von konventionellem Aufbau ist, mit der CAD-Datei für das gleiche Objekt ver­ glichen. Die Vergleichseinrichtung 146 arbeitet in der Weise, daß sie eine Ausgangsanzeige bzw. -angabe 148 von irgendwelchen Diskrepanzen zwischen der CAD-Datei, die eine geometrische Beschreibung ist, und der geometri­ schen Beschreibung, die in der synthetischen Zeichnung 144, welche von dem CNC-Programm erzeugt worden ist, verwirk­ licht ist, liefert.

Gemäß einem wahlweisen Merkmal kann das CNC-Programm und/ oder die dreidimensionale Beschreibung und/oder die syn­ thetische Zeichnung mit gespeicherten Parametern oder Konfigurationskriterien, wie beispielsweise minimale oder maximale Bearbeitungsdicke, zur Bestimmung der Kon­ formität der CNC-Programminstruktionen mit vorbestimmten Kriterien und zum Erhalten einer angemessenen Ausgangs­ anzeige bzw. -angabe von Nichtkonformitäten verglichen werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß das vorstehend beschrie­ bene Verfahren durch seine relativ kleine Berechnungs­ belastung charakterisiert ist, da nur ein Übergang pro Gruppierung in dem Speicher festgehalten werden muß, und infolgedessen erfordert das beschriebene Verfahren nur eine relativ kleine Berechnungsleistung. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die hier beschriebene Ausführungs­ form beschränkt, und insbesondere ist es möglich, eine große Anzahl von Übergängen pro Gruppierung in dem Spei­ cher festzuhalten, oder einige oder alle Bildelemente festzuhalten, wenn das gewünscht wird.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die be­ schriebenen und dargestellten Ausführungsformen be­ schränkt, sondern sie läßt sich im Rahmen des Gegen­ standes der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen angegeben ist, sowie im Rahmen des allgemeinen Erfin­ dungsgedankens, wie er sich aus den gesamten Unterla­ gen ergibt, in vielfältiger Weise abwandeln und mit Erfolg ausführen.

Claims (14)

1. Einrichtung zum automatischen Nachlauf und zur Konturmessung, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine auf einem CNC-Bearbeitungskopf (13) an­ gebrachte elektro-optische Abtasteinrichtung (10) zum Abgeben einer Ausgangsangabe von Konturen eines Objekts in dem präzisen Rahmen des Bezugs des CNC-Bearbeitungs­ kopfs (13) umfaßt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die elektro-optische Abtasteinrichtung (10) ein erstes und zweites Paar (30, 32) von im Abstand voneinander befindlichen linearen Detektorgruppierungen (42, 44; 46, 48) umfaßt, wobei sich das erste und zweite Paar (30, 32) senkrecht zueinander er­ strecken.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektro-optische Abtasteinrichtung (10) einen Strahlenteiler (28) umfaßt, der einen ersten Teil von einfallendem Licht zu dem er­ sten Paar (30) von im Abstand voneinander befindlichen linearen Detektoren (40, 44), die in einer ersten Ebene liegen, liefert, und der einen zweiten Teil von ein­ fallendem Licht zu dem zweiten Paar (32) von im Ab­ stand voneinander befindlichen linearen Detektoren (46, 48), die einer zweiten Ebene, welche senkrecht zu der ersten Ebene ist, liegen, liefert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Paar (30, 32) von linearen Detektoren (42, 44; 46, 48) und der Strahlenteiler (28) eine äquivalente Detektorgrup­ pierung (50) in der Form einer planaren bzw. ebenen Gruppierung bilden, welche den Umfang eines Rechtecks bildet bzw. begrenzt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Paar (30, 32) von linearen Detektoren (42, 44; 46, 48) und der Strahlenteiler (28) eine äquivalente Detektorgrup­ pierung in der Form einer planaren bzw. ebenen Grup­ pierung bilden, welche den Umfang eines Kreises begrenzt bzw. bildet.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie außer­ dem eine Einrichtung (12) zum Abtasten bzw. Fühlen einer Richtung der Bewegung der Abtasteinrichtung (10) mit Bezug auf das zu messende Objekt umfaßt, sowie eine Einrichtung (12) zum Bestimmen der vorderen Gruppierung mit Bezug auf die Richtung der Bewegung, und zwar zum Liefern einer Richtungsinformation, und eine Einrich­ tung (12) zum Bestimmen einer Gruppierung, welche der äquivalenten Detektoranordnung mit Bezug auf die Rich­ tung der Bewegung folgt, und zwar zum Liefern einer Meß­ information.

7. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung (12) zum Aufrechter­ halten einer konstanten Abtastrate über die Zeit, wäh­ rend die Kopfgeschwindigkeit variiert, umfaßt, so daß dadurch in nichtlinearen Bereichen einer Objektkontur eine relativ größere Anzahl von Meßabtastungen im Ver­ gleich mit linearen Bereichen geliefert wird.

8. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Einrichtung (84) zum wahlweisen Beleuch­ ten des Objekts in Abhängigkeit von dessen Ausrichtung und/oder Anordnung relativ zu den Detektorgruppierungen (42, 44; 46, 48) umfaßt.

9. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine automatische Fokussierungs- bzw. Scharf­ stelleinrichtung (98) zum Scharfhalten des Bildes der Kontur eines Objekts auf den Detektorgruppierungen (42, 44; 46, 48) umfaßt.

10. Einrichtung nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Nichtkontakt-Bereichsbestimmungseinrichtung zum Liefern von Meßinformationen in drei Dimensionen umfaßt.

11. Einrichtung zum Prüfen eines CNC-Programms vor der Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:
eine Einrichtung (142) zum Erzeugen einer dreidi­ mensionalen Beschreibung eines bearbeiteten Werkstücks auf der Basis eines CNC-Programms hierfür;
eine Einrichtung (144) zum Erzeugen einer synthe­ tischen Zeichnung des bearbeiteten Werkstücks aus der dreidimensionalen Beschreibung; und
eine Einrichtung (146) zum Vergleichen der synthe­ tischen Zeichnung mit einer entsprechenden CAD-Datei für das bearbeitete Werkstück, so daß eine Ausgangsan­ zeige bzw. -angabe von Diskrepanzen zwischen denselben geliefert wird.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie außerdem eine Ein­ richtung (146) zum Vergleichen des CNC-Programms und/ oder der dreidimensionalen Beschreibung und/oder der synthetischen Zeichnung mit gespeicherten akzeptablen Be­ arbeitungsparametern und zum Abgeben einer Ausgangs­ angabe bzw. -anzeige von Diskrepanzen zwischen Elemen­ ten des CNC-Programms und der akzeptablen Bearbeitungs­ parameter umfaßt.

13. Verfahren zum Prüfen eines CNC-Programms vor dem Bearbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
Erzeugen einer dreidimensionalen Beschreibung eines bearbeiteten Werkstücks auf der Basis eines CNC-Pro­ gramms hierfür;
Erzeugen einer synthetischen Zeichnung des bear­ beiteten Werkstücks aus der dreidimensionalen Beschrei­ bung; und
Vergleichen der synthetischen Zeichnung mit einer entsprechenden CAD-Datei für das bearbeitete Werkstück, so daß eine Ausgangsangabe bzw. -anzeige von Diskrepan­ zen zwischen denselben abgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es außerdem die Ver­ fahrensschritte des Vergleichens des CNC-Programms und/ oder der dreidimensionalen Beschreibung und/oder der synthetischen Zeichnung mit gespeicherten akzeptablen Bearbeitungsparametern und des Erzeugens bzw. Abgebens einer Ausgangsangabe bzw. -anzeige von Diskrepanzen zwischen Elementen des CNC-Programms und den akzeptab­ len Bearbeitungsparametern umfaßt.