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EP-4553447-B1 - METHOD FOR MEASURING A WORKPIECE TO BE MEASURED BY MEANS OF A COORDINATE MEASURING DEVICE

EP4553447B1EP 4553447 B1EP4553447 B1EP 4553447B1EP-4553447-B1

Inventors

  • Eckardt, Nils
  • Labbé-Laurent, Marcel
  • Schuell, Reiner

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20231110

Claims (11)

  1. Method of using a coordinate measuring machine (1) to measure a workpiece (31) to be measured, wherein - a database (19) is accessed in which a plurality of data records are stored, each containing data on: a) at least two geometric elements (24 to 29) which a workpiece might contain, b) at least one geometric relationship of the at least two geometric elements (24 to 29) in relation to one another, the geometric relationship being a dimensional relationship thus allowing determination as to whether the geometric relationship exists in a workpiece to be measured, by way of ascertaining and evaluating coordinates of the at least two geometric elements (24 to 29), c) at least one test feature assigned to the at least two geometric elements (24 to 29), said at least one test feature being testable with respect to the at least two geometric elements (24 to 29) for a workpiece (31) to be tested, - workpiece coordinates are ascertained for a workpiece (31) to be measured, by evaluating measurement data of the workpiece (31) to be measured and/or planning data of the workpiece (31) to be measured, - the workpiece coordinates are used to determine whether the workpiece to be measured contains the at least two geometric elements (24 to 29) and the at least one geometric relationship of at least one of the plurality of data records, and a corresponding determination result is created, - depending on the determination result in relation to the respective data record, the at least one assigned test feature or at least one of the assigned test features is incorporated in a test plan for measuring the workpiece (31) to be measured or for measuring a workpiece of the same type or is confirmed as part of the test plan, characterized in that - there is an ascertainment of a plurality of the data records stored in the database (19), which each define data record geometric elements (24 to 29) corresponding to the same plurality of geometric elements (24 to 29) of the workpiece (31) to be measured and which also each define the geometric relationship for these data record geometric elements (24 to 29), wherein a measure for a correspondence of the geometric elements (24 to 29) and the geometric relationship is ascertained for each of the plurality of ascertained data records and wherein the measure of correspondence is used to ascertain at least one of the plurality of ascertained data records as non-corresponding or having a lower correspondence than at least one other data record of the plurality of ascertained data records.
  2. Method according to Claim 1, wherein at least one of the data records in the database (19) contains, besides the data on the at least one assigned test feature, additional information concerning the implementation of the measurement of the workpiece or a reference regarding the additional information and wherein, depending on the determination result, the additional information is incorporated in the test plan and/or a measurement plan, corresponding to the test plan, for measuring the workpiece (31) to be measured or for measuring a workpiece of the same type and/or is confirmed as part of the test plan.
  3. Method according to Claim 1 or 2, wherein, when determining whether the workpiece to be measured contains the at least two geometric elements (24 to 29) and the at least one geometric relationship of at least one of the plurality of data records, there is an initial determination with respect to one of the data records as to whether the workpiece to be measured contains all the geometric elements (24 to 29) for which the geometric relationship of the geometric elements (24 to 29) is defined in relation to one another in the data record and, if so, there is a subsequent determination as to whether the geometric relationship exists for the geometric elements (24 to 29) of the workpiece (31) to be measured.
  4. Method according to any of the preceding claims, wherein the data record with the highest measure of correspondence is selected from the plurality of ascertained data records and the at least one assigned test feature or at least one of the assigned test features of this selected data record is incorporated in the test plan for measuring the workpiece to be measured or for measuring a workpiece of the same type or is confirmed as part of the test plan.
  5. Method according to any of the preceding claims, wherein the workpiece (31) to be measured is measured by means of at least one coordinate measuring machine (1), and the measurement data are created to ascertain the workpiece coordinates.
  6. Method according to any of the preceding claims, wherein the workpiece (31) to be measured or a workpiece of the same type is measured by means of at least one coordinate measuring machine (1) according to the test plan, and/or a value of the test feature incorporated in the test plan or confirmed as part of the test plan is ascertained.
  7. Computer program comprising commands that, upon execution of the program by a computer or by an arrangement of computers, prompt the said computer or arrangement of computers to carry out the method according to any of Claims 1 to 4.
  8. Computer-readable storage medium comprising commands that, upon execution by a computer or by an arrangement of computers, prompt the said computer or arrangement of computers to carry out the method according to any of Claims 1 to 4.
  9. Apparatus for carrying out the method according to any of the preceding claims, wherein the apparatus comprises: - an access device (15) configured to access a database (19) in which a plurality of data records are stored, each containing data on: a) at least two geometric elements (24 to 29) which a workpiece might contain, b) at least one geometric relationship of the at least two geometric elements (24 to 29) in relation to one another, the geometric relationship being a dimensional relationship thus allowing determination as to whether the geometric relationship exists in a workpiece to be measured, by way of ascertaining and evaluating coordinates of the at least two geometric elements (24 to 29), c) at least one test feature assigned to the at least two geometric elements (24 to 29), said at least one test feature being testable with respect to the at least two geometric elements (24 to 29) for the workpiece, - an evaluation device (13) configured to ascertain workpiece coordinates for a workpiece to be measured, by evaluating measurement data of the workpiece (31) to be measured and/or planning data of the workpiece (31) to be measured, - a determination device (16) configured to use the workpiece coordinates to determine whether the workpiece to be measured contains the at least two geometric elements (24 to 29) and the at least one geometric relationship of at least one of the plurality of data records, and to create a corresponding determination result, and - a test plan device (18) configured, depending on the determination result in relation to the respective data record, to incorporate the at least one assigned test feature or at least one of the assigned test features in a test plan for measuring the workpiece (31) to be measured or for measuring a workpiece of the same type or to confirm this as part of the test plan, characterized in that the apparatus is configured to ascertain a plurality of the data records stored in the database (19), which each define data record geometric elements (24 to 29) corresponding to the same plurality of geometric elements (24 to 29) of the workpiece (31) to be measured and which also each define the geometric relationship for these data record geometric elements (24 to 29), wherein the apparatus is further configured to ascertain a measure for a correspondence of the geometric elements (24 to 29) and the geometric relationship for each of the plurality of ascertained data records and to use the measure of correspondence to ascertain at least one of the plurality of ascertained data records as non-corresponding or having a lower correspondence than at least one other data record of the plurality of ascertained data records.
  10. Apparatus according to Claim 9, wherein the apparatus is configured to select the data record with the highest measure of correspondence from the plurality of ascertained data records and to incorporate the at least one assigned test feature or at least one of the assigned test features of this selected data record in the test plan for measuring the workpiece to be measured or for measuring a workpiece of the same type or to confirm this as part of the test plan.
  11. Arrangement having an apparatus according to Claim 9 or 10, wherein the arrangement further comprises: - at least one coordinate measuring machine (1) configured to carry out the measurement of the workpiece(s) and to create corresponding measurement data, and/or - the database (19) with the plurality of the data records.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines zu vermessenden Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgeräts. Unter einem Werkstück wird insbesondere auch eine Anordnung miteinander verbundener Teile verstanden. Insbesondere betrifft die Erfindung die automatische Erstellung eines Messablaufs zur Vermessung eines Werkstücks. Eine automatische Erstellung schließt nicht aus, dass Teile des Messablaufs optional von einer Person überprüft und/oder verändert werden. Bei der Vermessung eines Werkstücks werden Koordinaten des Werkstücks unter Verwendung von zumindest einem Koordinatenmessgerät ermittelt. Konkrete Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten daher den Vorgang der Vermessung des Werkstücks und der Ermittlung der Koordinaten des zu vermessenden Werkstücks oder eines typgleichen Werkstücks aus Messdaten. Unter den Begriff Koordinatenmessgerät fallen jegliche Arten von Geräten, mit denen sich Koordinaten von Werkstücken ermitteln lassen. Bei einer Klasse von Koordinatenmessgeräten handelt es sich bei den Koordinaten um Oberflächenkoordinaten, d. h es werden Koordinaten von Oberflächenpunkten von Werkstücken ermittelt. Eine andere Klasse von Koordinatenmessgeräten ist alternativ oder zusätzlich in der Lage, Koordinaten im Inneren von Werkstücken zu ermitteln. Hierzu gehören Koordinatenmessgeräte, die invasive, in den Werkstoff des Werkstücks eindringende Strahlung nutzen und insbesondere die Intensität der durch das Werkstück hindurchtretenden Strahlung messen. Typischerweise wird das Werkstück aus verschiedenen Richtungen durchstrahlt und wird anhand der Ergebnisse der Durchstrahlung eine insbesondere computergestützte Rekonstruktion des erfassten Werkstücks durchgeführt. Derartige Verfahren werden auch als Computertomografie (CT) bezeichnet. Unter den Begriff Koordinatenmessgerät fallen aber auch klassische Koordinatenmessgeräte, zum Beispiel Geräte in Portalbauweise oder Gantrybauweise, insbesondere Koordinatenmessgeräte mit einer verfahrbaren Brücke, an der insbesondere eine Pinole mit relativ zur Brücke verfahrbarem Sensor montiert ist, Gelenkarmgeräte und Geräte mit einer Hexapodenmechanik. Ferner fallen darunter Geräte, dessen zumindest einer Sensor bezüglich zumindest einem Freiheitsgrad der Relativbewegung von Sensor und Messobjekt fest positioniert ist und bei denen das zu vermessende Werkstück relativ zu dem zumindest einen Sensor beweglich ist, wie z. B. bei einem Gerät mit beweglichem Messtisch. Auch sind von dem Begriff Koordinatenmessgerät Maschinen erfasst, die zwar nicht primär als Koordinatenmessgeräte konzipiert sind, die aber so eingerichtet sind, wie ein Koordinatenmessgerät zu arbeiten. Insbesondere weisen diese Maschinen zumindest einen Messsensor auf, der für die Ermittlung der Koordinaten genutzt wird. Bekannt sind beispielsweise Roboter, zum Beispiel Gelenkarm-Roboter, an denen anstelle eines Werkzeugs oder zusätzlich zu einem Werkzeug ein Sensor zur Erfassung der Werkstückoberfläche (beispielsweise ein Streifenprojektionssensor) befestigt ist, oder Werkzeugmaschinen, an denen anstelle eines Bearbeitungswerkzeugs oder zusätzlich zu einem Bearbeitungswerkzeug ein Messsensor (beispielsweise ein taktiler Sensor) befestigt ist. Auch sind beispielsweise Hexapodenmechaniken bekannt, an denen anstelle eines Bearbeitungswerkzeuges ein Sensor zur Erfassung der Werkstückoberfläche (beispielsweise ein taktiler Sensor) befestigt ist. Auch personengeführte (zum Beispiel handgeführte) Sensoren zur Erfassung eines Werkstücks sind bekannt, wobei der zumindest eine Sensor optional an einer beweglichen Mechanik angeordnet ist. In diesem Fall fehlt ein motorischer Antrieb für die Erzeugung der Bewegung des Sensors. Stattdessen wird die Bewegung durch eine Person bewirkt. Sowohl eine scannende Erfassung des Messobjekts als auch eine Erfassung jeweils aus einer festen Position bei fester Ausrichtung des Sensors ist möglich. Bei personengeführten Sensoren wird vielfach das Triangulationsprinzip angewandt: zum Beispiel wird ein bekanntes Muster auf das Messobjekt projiziert und wird unter einem anderen Blickwinkel auf die Oberfläche zumindest ein Bild des Messobjekts aufgenommen. Statt der Projektion eines Musters kann bei der Anwendung des Triangulationsprinzips auch Laserstrahlung verwendet werden. Insbesondere der Ort des Empfangs der reflektierten Laserstrahlung enthält eine Information über Oberflächenkoordinaten des Messobjekts. Es sind jedoch auch Geräte mit einem personengeführten Sensor bekannt, die zumindest einen Motor zur Unterstützung der Bewegung und/oder der Positionierung des Sensors aufweisen. Auch bezüglich der Arten von Sensoren, die von einem Koordinatenmessgerät zur Ermittlung der Koordinaten verwendet werden, ist die Erfindung nicht beschränkt. Es wurden bereits taktile Sensoren als Beispiel erwähnt, bei denen es sich zum Beispiel um solche vom schaltenden Typ oder vom messenden Typ handeln kann. Bei den taktilen Sensoren kann es sich insbesondere um pas