DE102007060892A1

DE102007060892A1 - Measured data set evaluating method for measured object i.e. cooling element, involves determining variations of dimensions and/or surface coordinates of object by comparing target data set with measured data set

Info

Publication number: DE102007060892A1
Application number: DE200710060892
Authority: DE
Inventors: Bernd Georgi; Hubert Dr. Lettenbauer
Original assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Current assignee: Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-01-15

Abstract

The method involves generating a target data set corresponding to CAD-computer model of measured object, and producing a sample part corresponding to projected shape of a measured object by tactile and/or optical measurement of surface of the sample part made of plastic. A measured data set is generated by measurement of a measured object by invasive radiation using computer tomography (CT) process. Variations of dimensions and/or surface coordinates of the measured object are determined by comparison of another target data set with the measured data set. An independent claim is also included for a computer program with a program code for performing a method of evaluating measured data set of a measured object.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten eines Messdatensatzes, welcher durch Messung ermittelte Koordinaten eines Messobjekts aufweist. Insbesondere weist der Datensatz Koordinaten von Oberflächenpunkten des Messobjekts auf. Ein Anwendungsgebiet betrifft die Auswertung von Messdaten die in einem Computertomografie (CT)-Messverfahren erhalten werden.The The invention relates to a method for evaluating a measurement data record. which has determined by measurement coordinates of a measurement object. In particular, the dataset has coordinates of surface points of the measurement object. One field of application relates to the evaluation of measured data obtained in a computed tomography (CT) measuring method to be obtained.

Die Erfindung betrifft insbesondere das Gebiet der Koordinaten-Messtechnik und spezieller die Bestimmung von Außenabmessungen von Messobjekten, die z. B. in Serienfertigung hergestellt werden. Unter Außenabmessungen werden auch Abmessungen verstanden, die auf Materialoberflächen des Messobjekts bezogen sind, welche Ausnehmungen und Hohlräume des Messobjekts begrenzen.The The invention particularly relates to the field of coordinate metrology and more particularly, the determination of outside dimensions of DUTs that z. B. be mass produced. Under Outside dimensions are also understood dimensions that are based on material surfaces of the test object, which Limiting recesses and cavities of the DUT.

Der Begriff Koordinaten ist nicht auf Koordinaten in einem kartesischen Koordinatensystem beschränkt. Vielmehr sind darunter auch jegliche andere Positionsangaben in einem Bezugssystem zu verstehen.Of the Term coordinates is not based on coordinates in a Cartesian Coordinate system limited. Rather, they are among them to understand any other position information in a frame of reference.

Es sind bereits Verfahren entwickelt worden, mit denen die Form von Messobjekten durch bilderzeugende optische Messverfahren bestimmt werden kann. Ein Beispiel hierfür ist die Computertomografie (CT) von Werkstücken. DE 39 24 066 A1 beschreibt ein solches Verfahren, mit dem z. B. Turbinenschaufeln auf das Vorhandensein von inneren Defekten wie Rissen, Hohlräumen oder Blockierungen von Kanälen untersucht werden können. Die Bestimmung von Oberflächenkoordinaten ist mit diesen Verfahren jedoch nicht systematisch möglich. Als Hilfsmittel für die Bestimmung der Position und Lage von Oberflächen wird in der DE 39 24 066 A1 daher die zusätzliche Anwendung der konventionellen Koordinaten-Messtechnik vorgeschlagen. In der konventionellen Koordinaten-Messtechnik werden einzelne Koordinaten von Oberflächenpunkten beispielsweise jeweils durch mechanisches oder optisches Antasten der Oberflächenpunkte bestimmt.Methods have already been developed with which the shape of measurement objects can be determined by image-forming optical measurement methods. An example of this is computer tomography (CT) of workpieces. DE 39 24 066 A1 describes such a method, with the z. B. turbine blades on the presence of internal defects such as cracks, cavities or blockages of channels can be examined. However, the determination of surface coordinates is not systematically possible with these methods. As a tool for determining the position and location of surfaces is used in the DE 39 24 066 A1 Therefore, the additional application of the conventional coordinate metrology proposed. In the conventional coordinate measuring technique, individual coordinates of surface points are determined, for example, by mechanical or optical probing of the surface points.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zum Auswerten eines Messdatensatzes eines Messobjekts anzugeben, die eine automatische Auswertung von Oberflächen-Koordinaten des Messobjekts ermöglichen, insbesondere im Hinblick auf die Erkennung von Serienfehlern. Dabei soll die Auswertung bei geringem Aufwand schnell einen individuellen Produktionsfehler eines einzelnen Messobjekts aus einer Serienfertigung erkennen lassen, d. h. das Hauptaugenmerk liegt nicht auf der Erkennung von Serienfehlern, sondern von Produktionsfehlern, die speziell bei einem Exemplar oder einen Teil der Serie auftreten.It is an object of the present invention, a method and a To provide an arrangement for evaluating a measurement data record of a test object, an automatic evaluation of surface coordinates allow the measured object, in particular with regard to the detection of serial errors. The evaluation should be at low Effort quickly an individual production error of an individual Measurements from a serial production can be recognized, d. H. the The main focus is not on the detection of serial errors, but of production defects, especially with a copy or a Part of the series occur.

Insbesondere bei der Serienfertigung von Werkstücken liegen in der Regel Planungsdaten der herzustellenden Werkstücke vor, die die Form der Werkstücke beschreiben. Häufig werden CAD (Computer Aided Design)-Daten erzeugt, die bei der Fertigung verwendet werden. Die hier vorgeschlagene Lösung geht davon aus, dass ein der geplanten Form des Messobjekts entsprechender Solldatensatz vorliegt oder erzeugt wird, z. B. ein CAD-Computermodell des Messobjekts.Especially in the series production of workpieces are usually Planning data of the workpieces to be produced, the Describe the shape of the workpieces. Become frequent CAD (Computer Aided Design) data generated during manufacturing be used. The solution proposed here goes away from that one of the planned shape of the measurement object corresponding Setpoint data is present or generated, for. B. a CAD computer model of the measurement object.

Es wird nun vorgeschlagen, ein Musterteil, welches entsprechend der geplanten Form des Messobjekts hergestellt wurde, mittels taktiler und/oder optischer Vermessung der Oberfläche des Musterteils zu vermessen. Bei dem Musterteil kann es sich um ein erstes Teil der Serienfertigung handeln. Bei dem Musterteil muss es aber nicht um das erste Teil der Serienfertigung handeln. Vielmehr kann z. B. auch wiederholt im Laufe einer Serienfertigung ein Exemplar als Musterteil taktil und/oder optisch vermessen werden. Bevorzugtermaßen besteht das Musterteil aus demselben Material oder denselben Materialien wie das später zu vermessende Messobjekt.It It is now proposed, a sample part, which according to the planned form of the measurement object was produced by means of tactile and / or optical measurement of the surface of the sample part measured. The sample part may be a first part of the Trade in series production. The pattern part does not have to be around the first part of mass production. Rather, z. B. also repeated in the course of a serial production a copy as Sample part tactile and / or optically measured. preferred dimensions the sample part consists of the same material or materials like the measuring object to be measured later.

Unter einem Musterteil wird ein Werkstück verstanden, das auch aus mehreren Stücken bestehen kann.Under a sample part is understood to mean a workpiece that too can consist of several pieces.

Bei dem Musterteil kann es sich z. B. um ein Kunststoffteil handeln oder um ein Werkstück, das aus anderen Gründen im Laufe der Zeit einer Veränderung seiner Abmessungen, d. h. einer Formveränderung unterliegt. Es wird daher bevorzugt, dass das Musterteil insbesondere dann unverzüglich nach seiner Fertigung taktil und/oder optisch vermessen wird, wenn es solchen Veränderungen der Form unterliegt.at the sample part can be z. B. to act a plastic part or a workpiece, for other reasons over time a change in its dimensions, d. H. subject to a change in shape. It is therefore preferred that the sample part in particular then immediately after tactile and / or optical measurement of its production, if it is subject to such changes of form.

Weiterhin wird bevorzugt, dass das Musterteil einer Funktionsprüfung unterzogen wird, d. h. gemäß einer fest vorgegebenen Vorschrift geprüft wird, ob das Musterteil die Funktion erfüllt, für die es und das Messobjekt vorgesehen sind. Die Funktionsprüfung hat den Vorteil, dass sie die Funktionsfähigkeit bestätigt und daher davon ausgegangen werden kann, dass das Musterteil keine Formfehler aufweist. Ein Beispiel für ein Werkstück, das auf einfache Weise einer Funktionsprüfung unterzogen werden kann, ist eine so genannte Mobiltelefon-Oberschale, d. h. der Teil des Gehäuses, welcher im Bereich der Tastatur des Mobiltelefons liegt. Eine solche Oberschale oder jedes andere Gehäusebauteil von beliebigen Gegenständen wird bei der Funktionsprüfung mit etwaig vorhandenen anderen Gehäusebauteilen, Anbauten, Einbauten des Gegenstandes und/oder anderen Bestandteilen des Gegenstandes zusammengesetzt und es wird geprüft, ob der Gegenstand voll funktionsfähig ist.Farther it is preferred that the sample part of a functional test is subjected, d. H. according to a fixed predetermined Regulation is checked if the sample part is the function fulfilled, for which it and the measurement object provided are. The functional test has the advantage that it is the Functionality confirmed and therefore assumed can be that the pattern part has no shape error. One Example of a workpiece in a simple way can be subjected to a functional test is one so-called mobile phone top shell, d. H. the part of the case, which lies in the range of the keyboard of the mobile phone. Such Upper shell or any other housing component of any objects is used in the functional test with possibly existing others Housing components, attachments, installations of the object and / or other components of the article and it checks to see if the item is fully functional is.

Durch die taktile und/oder optische Vermessung der Oberfläche des Musterteils werden somit Informationen über die Form des Musterteils gewonnen, die als Referenzmaßstab anstelle der Planungsdaten verwendet werden können. Sie haben den Vorteil, dass bei einem späteren Vergleich der Messdaten eines Messobjekts mit den von dem Musterteil gewonnenen Informationen ein Fehler (d. h. ein Serienfehler) eliminiert wird, der bei allen Teilen bzw. Exemplaren der Serienfertigung in gleicher Weise auftritt. Insbesondere wenn eine Funktionsprüfung des Musterteils durchgeführt wurde, ist aber festgestellt worden, dass dieser Serienfehler für die Funktion keine Bedeutung hat. Durch den Vergleich kann daher unmittelbar ein bei dem jeweiligen Messobjekt aufgetretener, individueller Fehler ermittelt werden.By the tactile and / or optical measurement of the surface of the sample part will thus be information about the shape of the sample part, which serves as a reference scale instead the planning data can be used. they have the Advantage that in a later comparison of the measured data a measurement object with the information obtained from the sample part an error (i.e., a serial error) is eliminated, which at all Parts or copies of series production occurs in the same way. Especially if a functional test of the sample part has been carried out, but has been found that this serial error has no meaning for the function. By comparison, therefore, can be directly in the respective Measurement object occurred, individual errors are determined.

Die Informationen aus der Vermessung der Oberfläche des Musterteils können in unterschiedlicher Weise für den Vergleich vorbereitet werden. Es wird in jedem Fall jedoch bevorzugt, dass ein erster Solldatensatz, der den reinen Planungsdaten entspricht, z. B. CAD-Daten, unter Verwendung der aus der Vermessung des Musterteils erhaltenen Informationen zu einem zweiten Solldatensatz modifiziert (modifizierter Solldatensatz) wird. Insbesondere werden Koordinaten der Oberfläche des Musterteils vermessen und unverändert oder durch Daten-Nachbearbeitung verändert in den zweiten Solldatensatz eingebracht. Bei der Nachbearbeitung wird z. B. geprüft, ob die ermittelten Koordinaten der Oberfläche plausibel sind. Alternativ oder zusätzlich werden die Koordinaten, wenn Sie fehlerhaft sind, korrigiert.The Information from the measurement of the surface of the sample part can in different ways for comparison to get prepared. In any case, it is preferred that a first target data record which corresponds to the pure planning data, z. As CAD data, using the from the measurement of the sample part modified information to a second target data set modified (modified Nominal data set). In particular, coordinates of the surface of the sample part and unchanged or by data post-processing changed introduced into the second nominal data set. at the post-processing is z. B. checked whether the determined Coordinates of the surface are plausible. Alternatively or In addition, the coordinates will be incorrect if you are corrected.

Nun kann durch eine Vermessung mittels invasiver Strahlung von einem oder mehreren Messobjekten jeweils pro Messobjekt ein Messdatensatz erzeugt werden. Vorzugsweise wird (z. B. durch ein CT-Verfahren) aus mehreren Durchstrahlungsbildern (d. h. Projektionsbildern) des Messobjekts der Messdatensatz ermittelt.Now can by a measurement by means of invasive radiation of a or a plurality of measurement objects, one measurement data set per measurement object be generated. Preferably (eg, by a CT method) from several radiographic images (i.e., projection images) of the DUT the measured data set determined.

Insbesondere kann der Messdatensatz des Messobjekts Koordinaten von Oberflächenpunkten des Messobjekts aufweisen.Especially the measurement data set of the measurement object can be coordinates of surface points of the Have to measure object.

In einem folgenden Schritt werden Abweichungen von Abmessungen und/oder Oberflächenkoordinaten des Messobjekts durch Vergleich des modifizierten Solldatensatzes mit dem Messdatensatz ermittelt.In a subsequent step will be deviations from dimensions and / or Surface coordinates of the DUT by comparison of the modified nominal data set with the measured data record.

Bei einer Variante des Verfahrens wird der modifizierte Solldatensatz, der für den Vergleich verwendet wird, durch erneute Modifikation des zweiten Solldatensatzes erzeugt, sodass ein dritter Solldatensatz entsteht. Bei der zweiten Modifikation gehen Messdaten einer Vermessung des Musterteils oder eines anderen, zweiten Musterteils ein. Dabei ist das zweite Musterteil gemäß demselben Verfahren und vorzugsweise mit derselben Messanordnung wie das Messobjekt vermessen worden. Wenn nicht das Musterteil, welches taktil und/oder optisch vermessen wurde, für die zweite Modifikation benutzt wird, so handelt es sich bei dem zweiten Musterteil dennoch vorzugsweise um ein Werkstück, welches gemäß demselben Herstellungsverfahren hergestellt wurde, wie das eigentliche Messobjekt.at a variant of the method becomes the modified nominal data set, which is used for the comparison, by renewed modification of the second target data set, so that a third setpoint data set arises. In the second modification, measurement data is a survey the pattern part or another, second pattern part. there is the second pattern part according to the same method and preferably with the same measuring arrangement as the measuring object been measured. If not the sample part, which tactile and / or optically measured, used for the second modification Nevertheless, the second pattern part is still preferable around a workpiece, which according to the same Manufacturing process was prepared, as the actual measurement object.

Daher kann durch Vermessung des Musterteils (oder des zweiten Musterteils) einerseits und des eigentlichen Messobjekts andererseits mit jeweils demselben Messverfahren und durch Modifikation des Solldatensatzes mit den aus der Vermessung des Musterteils oder zweiten Musterteils gewonnen Informationen der systematische Messfehler des Messverfahrens für den Vergleich zwischen dem modifizierten Solldatensatz und dem Messdatensatz eliminiert werden.Therefore can by measuring the sample part (or the second sample part) on the one hand and the actual measurement object on the other hand with each the same measuring method and by modifying the nominal data set with the from the measurement of the sample part or second sample part obtained information of the systematic measurement error of the measurement method for comparison between the modified nominal data set and the measurement data set are eliminated.

Bei Messverfahren, die mit invasiver Strahlung arbeiten, entstehen Artefakte, die auf unterschiedliche Weglängen der verschiedenen Strahlen durch das Material des Messobjekts zurückzuführen sind. Vergleichbare Effekte entstehen bei Messobjekten, die aus verschiedenen Materialien gefertigt sind. Das Phänomen wird als Strahlaufhärtung bezeichnet. Es sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, um das Ausmaß solcher Artefakte zu reduzieren. Zumindest dann, wenn die Messung mit vertretbarem Aufwand durchgeführt werden soll, kann das Problem nicht vollständig vermieden werden und es verbleibt ein Restfehler. Die zuvor beschriebene Verfahrensweise löst dieses Problem, da die Artefakte bei Musterteil und Messobjekts in gleicher Weise auftreten.at Measuring methods that work with invasive radiation, artefacts, passing through different path lengths of different rays the material of the test object are due. Comparable effects arise in the case of measurement objects that consist of different Materials are made. The phenomenon is called beam hardening designated. Various methods have been proposed to reduce the extent of such artifacts. At least then when the measurement is done with reasonable effort the problem can not be completely avoided and there remains a residual error. The procedure described above solves this problem because the artifacts in pattern part and DUT occur in the same way.

Vorzugsweise wird bei dem Vergleich des modifizierten Solldatensatzes und des Messdatensatzes ein Vergleich von bestimmten Koordinaten durchgeführt. Bei diesen bestimmten Koordinaten handelt es sich um zumindest zum Teil um diejenigen Koordinaten, die bei der Modifikation des ersten Solldatensatzes (d. h. des Planungsdatensatzes) unter Berücksichtigung der Vermessung des Musterteils durch taktile und/oder optische Vermessung in den zweiten Solldatensatz aufgenommen wurden. Für diese bestimmten Koordinaten kann daher der Serien-Produktionsfehler, d. h. der systematisch bei allen Bauteilen der Serienfertigung in gleicher Weise auftretende Produktionsfehler, für den Vergleich vollständig eliminiert werden.Preferably is used in the comparison of the modified nominal data set and the Measurement data set a comparison of certain coordinates carried out. These particular coordinates are at least for Part about those coordinates, which in the modification of the first Target data record (ie the planning data record) under consideration the measurement of the sample part by tactile and / or optical measurement were recorded in the second nominal data set. For this certain coordinates, therefore, the serial production error, d. H. the systematic for all components of series production in the same way occurring production error, for the comparison completely eliminated.

Insbesondere wird ein Verfahren zum Auswerten eines Messdatensatzes vorgeschlagen, wobei der Messdatensatz durch Messung ermittelte Koordinaten eines Messobjekts und/oder aus den Koordinaten abgeleitete Formdaten (z. B. Abmessungen und/oder auf einen bestimmten Formtyp bezogene Informationen wie Exzentrizität) des Messobjekts enthält, wobei

a) ein erster Solldatensatz vorliegt oder erzeugt wird, wobei der Solldatensatz einer geplanten Form des Messobjekts entspricht, insbesondere einem CAD-Computermodell des Messobjekts,
b) ein Musterteil, welches entsprechend der geplanten Form des Messobjekts hergestellt wurde, mittels taktiler und/oder optischer Vermessung der Oberfläche des Musterteils vermessen wird oder wurde und durch die Vermessung erhaltene Koordinaten der Oberfläche des Musterteils für eine Modifikation des ersten Solldatensatzes zu einem modifizierten, zweiten Solldatensatz genutzt werden, insbesondere die Koordinaten in den zweiten Solldatensatz eingebracht werden,
c) der Messdatensatz durch eine Vermessung des Messobjekts mittels invasiver Strahlung erzeugt wird, insbesondere durch ein Computertomografie (CT)-Verfahren,
d) Abweichungen von Abmessungen und/oder Oberflächenkoordinaten des Messobjekts durch Vergleich des zweiten Solldatensatzes mit dem Messdatensatz ermittelt werden.

In particular, a method for evaluating a measurement data set is proposed, wherein the measurement data set is determined by measurement coordinates of a measurement object and / or shape data derived from the coordinates (eg dimensions and / or information related to a specific shape type such as eccentricity) of the measurement object contains, where

a) a first setpoint data set is present or generated, wherein the setpoint set corresponds to a planned shape of the measurement object, in particular a CAD computer model of the measurement object,
b) a pattern part, which was produced according to the planned shape of the measurement object, is measured by tactile and / or optical measurement of the surface of the sample part, and coordinates obtained by the measurement of the surface of the sample part for a modification of the first target data set are modified, second target data set are used, in particular the coordinates are introduced into the second nominal data set,
c) the measurement data set is generated by a measurement of the measurement object by means of invasive radiation, in particular by a computed tomography (CT) method,
d) deviations from dimensions and / or surface coordinates of the measurement object can be determined by comparing the second nominal data set with the measurement data set.

Die Abweichung von Abmessungen kann beispielsweise auch durch Vergleich von Informationen über den Formtyp ermittelt werden, z. B. durch Vergleich der Exzentrizität eines Teil-Bereiches des Messobjekts.The Deviation from dimensions, for example, by comparison information about the shape type are determined, for. B. by comparing the eccentricity of a partial area of the measurement object.

Die Modifizierung der Solldaten und der Vergleich von Messdaten mit Solldaten kann insbesondere durch Software realisiert werden. In diesem Fall enthält und/oder generiert die Software Steuerbefehle, die die Modifikation und den Vergleich steuern. Zu der Steuerung können insbesondere die Registrierung (Herstellung eines eindeutigen Bezuges hinsichtlich der gegenseitigen Position und Ausrichtung) eines Koordinatensystems des Messobjekts mit einem Koordinatensystem der Sollgeometrie, das Auffinden von einzelnen Oberflächenpunkten, die Ermittlung von Geometrien, die dem Verlauf von Oberflächenbereichen entsprechen (so genannte Ersatz-Geometrie), und/oder die Bewertung des Vergleichs mit der Sollgeometrie gehören.The Modification of the target data and the comparison of measured data with Target data can be realized in particular by software. In In this case, the software contains and / or generates control commands, that control the modification and the comparison. To the controller In particular, the registration (production of a clear reference to the mutual position and Alignment) of a coordinate system of the DUT with a Coordinate system of the target geometry, finding individual Surface points, the determination of geometries, the correspond to the course of surface areas (so-called Replacement geometry), and / or the evaluation of the comparison with the Target geometry belong.

Wie bereits erwähnt weisen die Datensätze vorzugsweise Koordinaten von Oberflächenpunkten des Musterteils bzw. des Messobjekts auf, die mittels invasiver Strahlung erzeugt wurden, insbesondere durch ein Computertomografie (CT)-Verfahren. Die Erfindung ist jedoch nicht auf CT- Verfahren beschränkt. Außer Röntgenstrahlung kann beispielsweise Partikelstrahlung (etwa Elektronenstrahlung oder Positronenstrahlung) und/oder elektromagnetische Strahlung in anderen Wellenlängenbereichen (etwa im sichtbaren oder Infrarotwellenlängenbereich) verwendet werden. Auch können wie z. B. bei der Magnetresonanz (MR)-Technologie Sekundäreffekte für die Gewinnung der Koordinaten der Oberflächenpunkte genutzt werden.As already mentioned, the records preferably Coordinates of surface points of the sample part or of the measurement object generated by means of invasive radiation, in particular by a computed tomography (CT) method. The invention however, is not limited to CT procedures. Except X-ray radiation can be, for example, particle radiation (such as electron or positron radiation) and / or electromagnetic Radiation in other wavelength ranges (such as in the visible or infrared wavelength range). Also can such. In magnetic resonance (MR) technology Secondary effects for obtaining the coordinates the surface points are used.

Unter invasiver Strahlung wird Strahlung verstanden, die in ein Material des Musterteils bzw. Messobjekts eindringt. Daraus werden zunächst Informationen auch über das Innere des Materials gewonnen, die optional ausgewertet werden können, beispielsweise, um unerwünschte Risse und Hohlräume in dem Material festzustellen. Aus diesen Volumen-Messdaten können dann die Oberflächen-Koordinaten ermittelt werden. Dabei wird beispielsweise die Tatsache ausgenutzt, dass die Messwerte der Volumen-Messdaten in Richtungen senkrecht zu der Oberfläche (dieser Begriff schließt auch Übergangsflächen zwischen verschiedenen Materialien des Messobjekts ein) einen scharfen Anstieg oder Abfall aufweisen. Nachdem die Oberflächen-Koordinaten ermittelt wurden, können für eine koordinatentechnische Auswertung (z. B. der Messobjekt-Form oder der Bestimmung von Abmessungen) lediglich diese Koordinaten weiterverarbeitet werden. Es ist nicht mehr erforderlich, die eigentlichen Messwerte z. B. einer CT-Untersuchung und die Koordinaten von Punkten innerhalb des Messobjekts weiter zu verarbeiten. Bereits hierdurch kann die Datenmenge deutlich reduziert werden. Man erhält folglich einen Datensatz, der die Oberflächen-Koordinaten enthält und bereits einen gegenüber den Volumendaten reduzierten Datenumfang hat.Under Invasive radiation is understood to be radiation in a material of the sample part or measurement object penetrates. This will become first Information also gained about the interior of the material, which can optionally be evaluated, for example, around unwanted cracks and voids in the material determine. From these volume measurement data can then the surface coordinates are determined. It will for example, exploited the fact that the measured values of the volume measurement data in directions perpendicular to the surface (this term also includes transition surfaces between different materials of the test object) a sharp increase or waste. After the surface coordinates are determined could be, for a co-ordinate Evaluation (eg the measurement object shape or the determination of dimensions) only these coordinates will be further processed. It is not anymore required, the actual measured values z. B. a CT examination and the coordinates of points within the measurement object to process. This already reduces the amount of data significantly become. One thus obtains a data set containing the surface coordinates contains and already one over the volume data has reduced data size.

Eine Auswertungsvorschrift, die den Vergleich zwischen dem Messdatensatz und dem modifizierten Solldatensatz vorschreibt, kann Informationen darüber enthalten, wie die Soll-Koordinaten ermittelt werden, beispielsweise über Vektoren, zu denen ein Bezugspunkt in dem Koordinatensystem der Sollgeometrie definiert ist. Die Soll-Koordinaten und/oder die Informationen über die Sollgeometrie werden nun vorzugsweise dazu verwendet, zu jedem durch die Soll-Koordinaten definierten Soll-Oberflächenpunkt den nächstliegenden Oberflächenpunkt auf der Oberfläche des Messobjekts zu bestimmen.A Evaluation rule that compares the measurement data set and the modified nominal data set can provide information about how to determine the desired coordinates, for example via vectors, to which a reference point is defined in the coordinate system of the desired geometry. The desired coordinates and / or the information about the desired geometry will now be preferred used to each defined by the target coordinates Target surface point on the nearest surface point to determine the surface of the DUT.

Gemäß der Auswertungsvorschrift können insbesondere dieselben Oberflächenpunkte, Oberflächenlinien und/oder Oberflächenbereiche mit der Sollgeometrie verglichen werden, wie es bei konventionellen Koordinatenmessgeräten der Fall ist, die die Koordinaten einzelner Punkte der Oberfläche bestimmen (beispielsweise tastende oder optische Koordinatenmessgeräte). Z. B. können Oberflächenpunkte auf Linien (etwa gitterförmige Linien oder mäanderförmige Linien über eine ebene Oberfläche oder helixförmige Linien entlang einer Zylinderfläche) gemäß der Auswertungsvorschrift ausgewertet werden. Selbstverständlich können auch Oberflächenpunkte in einem definierten Oberflächenbereich systematisch gemäß einem definierten Rasterabstand ausgewertet werden.According to the Evaluation rule, in particular the same surface points, Surface lines and / or surface areas be compared with the desired geometry, as in conventional Coordinate measuring machines the case is the coordinates determine individual points of the surface (for example tentative or optical coordinate measuring machines). For example, you can Surface points on lines (such as latticed Lines or meandering lines over a flat surface or helical lines along a cylindrical surface) according to Evaluation rule to be evaluated. Of course can also surface points in a defined Surface area systematically according to a defined grid spacing are evaluated.

Alternativ oder zusätzlich zu der Auswertungsvorschrift kann auch ein Benutzer Vorgaben für die Auswertung machen. Beispielsweise kann der Benutzer an einem Computerbildschirm mit Hilfe eines Zeigerhilfsmittels, beispielsweise einer Computermaus, einzelne Punkte der auf dem Computerbildschirm dargestellten Oberfläche des Messobjekts auswählen. Insbesondere können die Oberflächenpunkte einem bestimmten Oberflächenbereich angehören, etwa einem gegebenen Oberflächenbereich an einer Außenseite des Messobjekts. Nachdem eine derartige zusammengehörende Gruppe von Oberflächenpunkten ausgewählt worden ist, wird automatisch eine entsprechende Ersatzgeometrie erzeugt, z. B. ein ebener, rechteckiger Oberflächenbereich, eine kreisförmige Fläche oder eine zylinderringförmige Fläche. Die ausgewählten Oberflächenpunkte können jedoch auch einer beliebigen Oberflächenform zugeordnet werden, für die keine Ersatzgeometrie definiert ist (Freiformfläche).alternative or in addition to the evaluation rule may also a user makes specifications for the evaluation. For example the user can display on a computer screen using a pointer tool, for example, a computer mouse, individual points on the computer screen selected surface of the DUT. In particular, the surface points can one certain surface area, such as a given surface area on an outside of the measurement object. After such a coherent Group of surface points has been selected is automatically generated a corresponding replacement geometry, z. B. a flat, rectangular surface area, a circular surface or a cylindrical ring Area. The selected surface points However, they can also be of any surface shape for which no replacement geometry is defined is (free form surface).

Außerdem wird automatisch ein entsprechendes zugeordnetes Koordinatensystem definiert.Furthermore automatically becomes a corresponding assigned coordinate system Are defined.

Wenn Vorkenntnisse über die Form der Ersatzgeometrie und/oder Freiformfläche bestehen, kann die Information darüber in der Auswertungsvorschrift vorhanden sein und kann die Auswertungsvorschrift die verschiedenen Oberflächenbereiche, die auf Basis der ausgewählten Oberflächenpunkte erzeugt wurden, einem Koordinatensystem der Sollgeometrie zuordnen. Beispielsweise weist eine Sollgeometrie zwei einander gegenüberliegende parallele Oberflächenbereiche eines Objekts auf. Werden entsprechende Oberflächenbereiche aus dem gemessenen Koordinaten-Datensatz identifiziert, kann zumindest bezüglich einer Richtung der Koordinatensysteme eine Registrierung durchgeführt werden. Durch die Identifizierung weiterer Oberflächenbereiche und/oder Oberflächenpunkte aus dem gemessenen Koordinaten-Datensatz kann die Registrierung vervollständigt werden.If Previous knowledge of the shape of the replacement geometry and / or Free form surface can exist, the information about it be present in the evaluation specification and can the evaluation rule the different surface areas based on the selected surface points were generated, assign a coordinate system to the target geometry. For example has a desired geometry two opposite each other parallel surface areas of an object. Become corresponding surface areas from the measured coordinate data set identified, at least with respect to one direction the coordinate systems are registered become. By identifying further surface areas and / or surface points from the measured coordinate data set the registration can be completed.

Bei einem alternativen Registrierungsverfahren sind Vorkenntnisse über die Position und Ausrichtung des Messobjekts bei der Messung und damit in Bezug auf das Messsystem vorhanden. Auf diese Weise kann der gemessene Koordinaten-Datensatz bereits vor-registriert sein, d. h. bis auf einen kleinen Fehler bezüglich des Koordinatensystems der Sollgeometrie registriert sein. Für Ersatzelemente, Freiflächen und/oder einzelne Oberflächenpunkte aus den gemessenen Koordinaten kann dann eine Korrektur der Registrierung durchgeführt werden. Dabei wird zum Beispiel die Summe der Fehlerquadrate (der Fehler entspricht jeweils der Abweichung von der erwarteten, vorregistrierten Position) aller bei der Korrektur betrachteten Oberflächenbereiche oder Oberflächenpunkte minimiert oder es werden die größten Fehler minimiert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden dabei nicht sämtliche gemessenen Oberflächenkoordinaten verwendet, sondern (wie oben bereits erwähnt) lediglich Oberflächenpunkte in Oberflächenbereichen, die einen definierten Abstand zu einer Kante oder einem Rand eines Oberflächeelements aufweisen. Wenn Ersatzelemente oder Freiformflächen bei der Registrierung verwendet werden, werden dementsprechend Oberflächenbereiche ohne Rand- oder Kanten-Bereiche ausgewählt und identifiziert. Dabei können sich z. B. die Ersatzelemente bis zum Rand oder der Kante erstrecken. Sie werden in diesem Fall jedoch nur aus Oberflächenpunkten ermittelt, die den definierten Mindestabstand zu dem Rand oder der Kante aufweisen. Durch diese "Ausblendung" von Rändern und Kanten kann die Genauigkeit der Registrierung deutlich gesteigert werden. Ferner gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm, das bei Ablauf auf einem Computer oder Computer-Netz das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführt.at An alternative registration procedure requires previous knowledge of the position and orientation of the measuring object during the measurement and thus present in relation to the measuring system. This way you can the measured coordinate dataset is already pre-registered d. H. except for a small error regarding the coordinate system be registered the desired geometry. For spare elements, Open spaces and / or individual surface points from the measured coordinates can then be a correction of the registration be performed. Here, for example, the sum the error squares (the error corresponds to the deviation in each case from the expected, pre-registered position) all at the correction considered surface areas or surface points minimizes or minimizes the biggest mistakes. According to a preferred embodiment not all measured surface coordinates are thereby used, but (as already mentioned above) only Surface points in surface areas that a defined distance to an edge or edge of a surface element exhibit. If replacement or freeform surfaces are included are used in the registration accordingly surface areas selected and identified without border or edge areas. This z. B. the replacement elements to the edge or the edge. You will only in this case from surface points that meet the defined minimum distance to the edge or edge. Through this "blanking" Edges and Edges can increase the accuracy of the registry be increased significantly. Furthermore belongs to the scope of Invention a computer program that runs on a computer or computer network, the inventive method in one of its embodiments.

Weiterhin gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netz ausgeführt wird. Insbesondere können die Programmcode-Mittel auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein.Farther belongs to the scope of the invention, a computer program Program code means to the inventive To carry out a method in one of its embodiments, if the program is running on a computer or computer network becomes. In particular, the program code means may be on a be stored computer-readable media.

Außerdem gehört zum Umfang der Erfindung ein Datenträger, auf dem eine Datenstruktur gespeichert ist, die nach einem Laden in einen Arbeits- und/oder Hauptspeicher eines Computers oder Computer-Netzes das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen ausführen kann.Furthermore belongs to the scope of the invention, a data carrier, on which a data structure is stored after a load in a working and / or main memory of a computer or computer network the inventive method in one of his Embodiments can perform.

Auch gehört zum Umfang der Erfindung ein Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um das erfindungsgemäße Verfahren in einer seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer oder Computer-Netzwerk ausgeführt wird.Also belongs to the scope of the invention, a computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier, to the inventive method in one of his Execute configurations when the program is on a Computer or computer network is running.

Dabei wird unter einem Computer-Programmprodukt das Programm als handelbares Produkt verstanden. Es kann grundsätzlich in beliebiger Form vorliegen, so zum Beispiel auf Papier oder einem computerlesbaren Datenträger, und kann insbesondere über ein Datenübertragungsnetz verteilt werden.there Under a computer program product, the program is considered tradable Product understood. It can basically be in any form exist, for example on paper or a computer-readable Data carrier, and in particular via a data transmission network be distributed.

Wenn nach Vermessung des Musterteils oder des zweiten Musterteils durch dasselbe Messverfahren, welches auch beim eigentlichen Messobjekt angewendet wird, der Solldatensatz modifiziert worden ist, kann der nur einmal modifizierte (so genannte zweite) Solldatensatz außerdem für einen weiteren Vergleich mit dem Messdatensatz verwendet werden. Dies ermöglicht eine zusätzliche Überprüfung der Form des Messobjekts insbesondere in Bereichen, die durch einen systematischen Messfehler des Messverfahrens nicht betroffen sind.If, after measuring the sample part or the second sample part by the same measuring method, which is also applied to the actual measurement object, the target data set has been modified, the only once modified (so-called second) setpoint data set for a further comparison with the measured data set. This allows an additional check of the shape of the measurement object, in particular in areas that are not affected by a systematic measurement error of the measurement method.

Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Solldatensatz, z. B. unmittelbar nachdem er erzeugt wurde, für die Überprüfung herangezogen werden, ob das Musterteil in noch akzeptabler Weise von den Planungsdaten abweicht. Hierzu wird ein Vergleich des ersten und des zweiten Solldatensatzes durchgeführt, zumindest für einzelne Abmessungen und/oder Oberflächenkoordinaten. Z. B. kann der zweite Solldatensatz (oder einzelne Koordinaten darin) als nicht akzeptabel zurückgewiesen werden, wenn vordefinierte Grenzwerte für Unterschiede der Abmessungen und/oder Koordinaten erreicht oder überschritten sind.alternative or additionally, the second nominal data set, for. B. immediately after being generated, for verification whether the sample part is still acceptable deviates from the planning data. This will be a comparison of the first and the second target data set, at least for individual dimensions and / or surface coordinates. For example, the second target data set (or individual coordinates in it) be rejected as unacceptable if predefined Limits for differences in dimensions and / or coordinates reached or exceeded.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass der systematische Serienfehler bei der Produktion für den Vergleich zwischen dem Messdatensatz und dem Solldatensatz eliminiert werden kann. Die Genauigkeit des Vergleichs wird daher insbesondere deshalb erhöht, weil auch keine Toleranzen aufgrund des Serien-Herstellungsfehlers zu berücksichtigen sind. Solche Fehlertoleranzen erschweren die Erkennung der individuellen Fehler eines Messobjekts bzw. machen die Erkennung ungenauer. Bisher musste bei durch invasive Messverfahren vermessenen Messobjekten daher eine höhere Genauigkeit der Form und Abmessungen des Messobjekts gefordert werden, als in der Praxis tatsächlich erforderlich war. Die Erfindung bietet hier Abhilfe.One significant advantage of the method is that the systematic serial error in production for the comparison between the measurement data record and the nominal data record can be eliminated. The accuracy of the comparison is therefore especially because of increased, because no tolerances due to the serial manufacturing error are. Such fault tolerances complicate the recognition of the individual Errors of a DUT or make the detection inaccurate. So far, had to in measurement objects measured by invasive measurement methods, therefore a higher accuracy of the shape and dimensions of the measurement object required to be actually required in practice was. The invention offers a remedy here.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Einzelne Merkmale oder Kombinationen von Merkmalen, die im Folgenden beschrieben werden, können bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen zusätzlich vorgesehen sein. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:The Invention will now be based on embodiments below With reference to the accompanying drawings. she however, is not limited to the embodiments. Individual features or combinations of features that are hereafter can be described in the previously described Embodiments additionally be provided. The single ones Figures of the drawing show:

1 einen Klemmbaustein als Beispiel für ein Messobjekt; 1 a terminal block as an example of a measurement object;

2 eine Punktewolke mit Oberflächenpunkten des in 1 dargestellten Messobjekts; 2 a point cloud with surface points of in 1 measured object shown;

3 ein Flussdiagramm zur Darstellung von Verfahrensschritten bei der Auswertung eines Datensatzes mit Oberflächenkoordinaten, insbesondere mit den Koordinaten der Punktewolke gemäß 2. 3 a flowchart illustrating process steps in the evaluation of a data set with surface coordinates, in particular with the coordinates of the point cloud according to 2 ,

Das Messobjekt ist in dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Klemmbaustein 1. Grundsätzlich können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch beliebige Messobjekte, insbesondere auch Messobjekte mit mehreren verschiedenen Materialien, vermessen werden. Besonders geeignet ist das Verfahren auch zur Bestimmung von Abmessungen bei Werkstücken, die kleinste Vorsprünge, Ausnehmungen und Hohlräume aufweisen, z. B. mit Abmessungen im Bereich von wenigen Mikrometern. Wie bereits erwähnt ist das Verfahren auch besonders für Messobjekte aus Kunststoff geeignet, die in Serienfertigung hergestellt werden, wie z. B. der dargestellte Klemmbaustein.The measurement object is in the in 1 illustrated embodiment, a terminal block 1 , In principle, however, the inventive method can be used to measure any desired measuring objects, in particular also measuring objects with a plurality of different materials. The method is also particularly suitable for determining dimensions in workpieces having the smallest projections, recesses and cavities, for. B. with dimensions in the range of a few micrometers. As already mentioned, the method is also particularly suitable for measuring objects made of plastic, which are produced in series, such. B. the illustrated terminal block.

Der Klemmbaustein 1 weist eine quaderförmige Grundkonfiguration auf mit Kantenlängen A, B und C, wie in 1 dargestellt ist. In 1 ist auch eine mit gestrichelten Linien angedeutete Hüllfläche zu erkennen. Diese Hüllfläche enthält sämtliche Oberflächenpunkte des Messobjekts 1 einschließlich der Oberflächenpunkte der insgesamt acht an der Oberseite des Klemmbausteins vorspringenden zylindrischen Elemente, von denen zwei mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet sind.The terminal block 1 has a cuboid basic configuration with edge lengths A, B and C, as in 1 is shown. In 1 is also an indicated by dashed lines envelope to recognize. This envelope surface contains all surface points of the measurement object 1 including the surface points of the total of eight projecting at the top of the clamping block cylindrical elements, two of which are denoted by the reference numeral 2 are designated.

An der in der Darstellung von 1 nach vorne weisenden Fläche weist das Messobjekt 1 eine Gravur 3 auf.At the in the presentation of 1 forward facing surface faces the target 1 an engraving 3 on.

2 zeigt eine Wolke 21 von Oberflächenpunkten, die aus der Vermessung des Messobjekts 1 mittels invasiver Strahlung erhalten wurden. Dabei handelt es sich lediglich um eine grafische Darstellung, die bei der Ausführung des Verfahrens zur Kontrolle durch einen Benutzer auf einem Bildschirm dargestellt werden kann. Die zugehörigen Sätze von Koordinaten der in der Wolke 21 dargestellten Oberflächenpunkte bilden einen Datensatz oder einen Teil eines Datensatzes, der das Ergebnis der optischen Vermessung ist. 2 shows a cloud 21 of surface points resulting from the measurement of the measurement object 1 were obtained by invasive radiation. It is merely a graphical representation that can be displayed on a screen when a user performs the procedure. The associated sets of coordinates in the cloud 21 Surface points represented form a data set or a part of a data set which is the result of the optical measurement.

Die in 2 dargestellte Punktwolke 21 enthält nicht mehr alle bei der optischen Vermessung erzeugten Oberflächenpunkte des Messobjekts 1. Wie ebenfalls in 2 erkennbar ist, wurden verschiedene Oberflächenbereiche, die jeweils eine Teilmenge der Punktwolke 21 enthalten, gebildet. Es sind in der Darstellung fünf solche Oberflächenbereiche erkennbar, und zwar zwei zylindrische Oberflächenbereiche 22, 23, die jeweils einem der zylindrischen Vorsprünge 2 des Klemmbausteins 1 entsprechen, die linke, stirnseitige Seitenfläche 24, die vordere Oberfläche 25 und die obere, ebene Oberfläche 26, aus der die zylindrischen Vorsprünge 2 hervorragen. Außerdem ist erkennbar, dass zwischen den ebenen Oberflächenbereichen 24, 25 und 26 jeweils Zwischenräume 27, 28 und 29 liegen. Die Oberflächenpunkte der Zwischenräume wurden ausgeschnitten, da sie Randbereiche der jeweiligen Flächen betreffen und somit das Ergebnis der Registrierung der Koordinatensysteme und das Ergebnis der Bestimmung von Abmessungen verschlechtern würden. Aus dem gleichen Grund sind die beiden zylindrischen Oberflächebereiche 22, 23 nicht so hoch wie die zylindrischen Vorsprünge 2, sondern erstrecken sich von ihrem unteren ringförmigen Ende, welches oberhalb der Oberfläche 26 liegt, bis zu ihrem oberen ringförmigen Ende, welches unterhalb des entsprechenden oberen Endes der zylindrischen Vorsprünge 2 liegt.In the 2 illustrated point cloud 21 no longer contains all the surface points of the test object generated during the optical measurement 1 , Like also in 2 recognizable, were different surface areas, each one subset of the point cloud 21 contain, formed. It can be seen in the representation of five such surface areas, namely two cylindrical surface areas 22 . 23 , each one of the cylindrical projections 2 of the terminal block 1 correspond, the left, frontal side surface 24 , the front surface 25 and the upper, even surface 26 from which the cylindrical protrusions 2 protrude. It can also be seen that between the flat surface areas 24 . 25 and 26 each intermediate spaces 27 . 28 and 29 lie. The surface points of the interspaces were cut out, since they concern edge areas of the respective areas and thus the result of the registration of the coordinate systems and would degrade the result of determining dimensions. For the same reason, the two cylindrical surface areas 22 . 23 not as tall as the cylindrical protrusions 2 but extend from its lower annular end, which is above the surface 26 is up to its upper annular end, which is below the corresponding upper end of the cylindrical projections 2 lies.

Jedes der Oberflächenelemente 22 bis 26 kann zunächst separat ausgewertet werden. Insbesondere kann aus den Oberflächenelementen 22, 23 der jeweilige Radius der Zylinderfläche ermittelt werden und kann bestimmt werden, wie sehr die Zylinderfläche von einem idealen kreisförmigen Querschnitt abweicht (z. B. kann die Exzentrizität bestimmt werden). Bei der Auswertung wird der in 2 grafisch dargestellte Messdatensatz erfindungsgemäß mit einem einmalig oder zweimalig modifizierten Solldatensatz verglichen. Dabei kann bereits der modifizierte Solldatensatz z. B. den Radius der Zylinderfläche und/oder die Exzentrizität als Vergleichswert enthalten, d. h. der Solldatensatz kann wie auch der Messdatensatz ganz oder teilweise aus Daten bestehen, die nicht Koordinaten von Oberflächenpunkte sind. Dies gilt nicht nur für das hier beschriebene Ausführungsbeispiel.Each of the interface elements 22 to 26 can first be evaluated separately. In particular, from the surface elements 22 . 23 the respective radius of the cylindrical surface can be determined and it can be determined how much the cylindrical surface deviates from an ideal circular cross section (for example, the eccentricity can be determined). In the evaluation, the in 2 Graphically represented measured data set according to the invention compared with a one or two times modified setpoint data set. In this case, the modified nominal data set z. B. the radius of the cylinder surface and / or the eccentricity as a comparison value, ie, the target data set as well as the measurement data set may consist entirely or partially of data that are not coordinates of surface points. This does not only apply to the embodiment described here.

Zusammen mit weiteren ebenen Oberflächen, die in 2 wegen der gewählten Darstellung nicht erkennbar sind und die die hintere und rechte Oberfläche des Messobjekts 1 definieren, können die jeweiligen Kantenlängen bestimmt werden. Die Kantenlänge A aus 1 wird beispielsweise durch den mittleren Abstand der linken Oberfläche und der rechten Oberfläche ermittelt. Außerdem kann für die jeweils paarweise einander gegenüberstehenden Oberflächen die Abweichung von ihrem idealen, parallelen Verlauf bestimmt werden. Die Bestimmung weiterer Abmessungen ist möglich. In der Regel wird der Hersteller einer idealerweise gleichförmigen Serie von Werkstücken jedoch nur an einer begrenzten Anzahl von Abmessungen und deren Überprüfung interessiert sein.Together with other flat surfaces, the in 2 because of the chosen representation are not recognizable and which the rear and right surface of the measuring object 1 define the respective edge lengths can be determined. The edge length A off 1 is determined, for example, by the mean distance of the left surface and the right surface. In addition, the deviation from its ideal, parallel course can be determined for the pairwise opposing surfaces. The determination of further dimensions is possible. However, in general, the manufacturer of an ideally uniform series of workpieces will be interested in only a limited number of dimensions and their verification.

Anhand von 3 wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.Based on 3 Now, a preferred embodiment of the method according to the invention will be described.

Aus einer z. B. taktilen (oder auch optischen) Vermessung der Oberflächen eines Musterteils des Messobjekts, beispielsweise mit einem klassischen Koordinatenmessgerät, welches einen tastenden Sensor zum Antasten der Oberflächen (alternativ: einen optischen Sensor) aufweist, wird ein Messdatensatz 10 des Musterteils erhalten. Im Schritt S1 wird ein z. B. aus CAD-Planungsdaten gewonnener erster Solldatensatz 11 unter Verwendung des Datensatzes 10 zu einem modifizierten, zweiten Solldatensatz verarbeitet. Im einfachsten Fall werden Messwerte aus dem Datensatz 10 lediglich auf Plausibilität überprüft und dann in den modifizierten, zweiten Solldatensatz übernommen, wo sie z. B. Oberflächenkoordinaten aus dem Datensatz 11 ersetzen.From a z. B. tactile (or optical) measurement of the surfaces of a sample part of the measurement object, for example, with a classical coordinate measuring machine, which has a groping sensor for probing the surfaces (alternatively: an optical sensor), is a measurement data set 10 of the sample part. In step S1, a z. B. from CAD planning data obtained first nominal data set 11 using the record 10 processed to a modified, second nominal data set. In the simplest case, measured values are taken from the dataset 10 only checked for plausibility and then taken in the modified second target data set, where they z. B. surface coordinates from the dataset 11 replace.

Der auf Schritt S1 folgende Schritt S2 ist ein optionaler Schritt, bei dem das Musterteil oder ein zweites Musterteil gemäß demselben Messverfahren vermessen wird, wie das eigentliche Messobjekt, um dessen Überprüfung es geht. Wird Schritt S2 ausgeführt, entsteht aus dem zweiten Solldatensatz ein dritter Solldatensatz durch erneute Modifikation. Alternativ kann die Modifikation der Planungsdaten, d. h. des Datensatzes 11, in einem gemeinsamen Schritt sowohl als Ergebnis der taktilen und/oder optischen Vermessung des Musterteils und als Ergebnis der Vermessung des Musterteils oder zweiten Musterteils mit dem invasiven Messverfahren durchgeführt werden. Dies gilt generell für die Erfindung, nicht nur für die hier beschriebene Ausführungsform.The step S2 following step S1 is an optional step in which the pattern part or a second pattern part is measured according to the same measurement method as the actual measurement object to be checked. If step S2 is executed, a third setpoint data set is formed from the second setpoint data set by renewed modification. Alternatively, the modification of the planning data, ie the record 11 , are performed in a common step both as a result of the tactile and / or optical measurement of the sample part and as a result of the measurement of the sample part or the second sample part with the invasive measurement method. This applies generally to the invention, not only for the embodiment described here.

Auf dem optionalen Schritt S2 oder auf den Schritt S1, wenn Schritt S2 nicht ausgeführt wird, folgt in Schritt S3 die Vermessung des eigentlichen Messobjekts mittels invasiver Strahlung, z. B. gemäß einem CT-Verfahren. Der Volumendatensatz enthält für einen sich über die Außenabmessungen des Messobjekts 1 erstreckenden Volumenbereich Messwerte der Extinktion der verwendeten Strahlung. Dabei ist der gesamte vermessene Bereich, der folglich auch die umgebende Luft betrifft, in dreidimensionale Volumen-Bildelemente unterteilt (Voxel).On the optional step S2 or on the step S1, if step S2 is not carried out, in step S3, the measurement of the actual measurement object by means of invasive radiation, z. B. according to a CT method. The volume data set contains for itself the outer dimensions of the DUT 1 Extending volume range Measurements of the extinction of the radiation used. In this case, the entire measured area, which consequently also affects the surrounding air, is subdivided into three-dimensional volume picture elements (voxels).

Im folgenden Schritt S4 werden aus den Volumen-Messdaten die Koordinaten einer Vielzahl von Oberflächenpunkten des Messobjekts bestimmt, insbesondere für jedes Voxel, das einen Oberflächenpunkt enthält, und/oder sämtliche Oberflächenpunkte gemäß einem definierten Rasterabstand. Der Abstand der ermittelten Oberflächenpunkte muss jedoch nicht konstant sein. Vielmehr kann der Abstand in bestimmten Oberflächenbereichen, beispielsweise an den zylindrischen Vorsprüngen 2 des Messobjekts 1, geringer sein als beispielsweise in ebenen Oberflächenbereichen.In the following step S4, the coordinates of a plurality of surface points of the measurement object are determined from the volume measurement data, in particular for each voxel that contains a surface point, and / or all surface points according to a defined grid spacing. However, the distance of the determined surface points does not have to be constant. Rather, the distance in certain surface areas, for example, on the cylindrical projections 2 of the measurement object 1 , lower than, for example, in even surface areas.

Insbesondere wenn das Messobjekt bezüglich der Messanordnung und damit bezüglich dem Koordinatensystem der Messeinrichtung vor-registriert ist, können leicht entsprechende Bereiche mit geringeren Abständen und größeren Abständen der zu bestimmenden Oberflächenpunkte definiert werden.Especially when the measurement object with respect to the measuring arrangement and thus pre-registered with respect to the coordinate system of the measuring device is, can easily corresponding areas with lower Distances and larger distances the surface points to be determined are defined.

Als Ergebnis der Bestimmung der Oberflächenpunkte kann beispielsweise ein so genanntes STL-Modell (Standard Triangulation Language) des Messobjekts erzeugt werden, bei dem die identifizierten Oberflächenpunkte Eckpunkte von polygonalen Oberflächenelementen sind. Ein solches STL-Modell eignet sich gut zur interaktiven Registrierung.As a result of the determination of the surface points, for example, a so-called STL model (Standard Triangulation Language) of the measurement object can be generated, in which the identified surface points are corner points of polygonal Surface elements are. Such an STL model is well suited for interactive registration.

Optional werden zusätzliche, auf diese Oberflächenpunkte bezogene Informationen berechnet und dem jeweiligen Oberflächenpunkte zugeordnet. Insbesondere wird die Oberflächennormale an dem Oberflächenpunkt ermittelt, die von dem Material wegzeigt, das die Oberfläche bildet. Beispielsweise kann diese Zusatzinformation leicht durch den Gradienten der Grauwerte in den Volumen-Messdaten an der Oberfläche ermittelt werden.optional be extra, on these surface points calculated related information and the respective surface points assigned. In particular, the surface normal becomes determines the surface point pointing away from the material, that forms the surface. For example, this additional information easily by the gradient of the gray values in the volume measurement data be determined on the surface.

In dem folgenden Schritt S5 werden die Koordinaten der Oberflächenpunkte (und optional die zusätzlichen Informationen) von den übrigen Messinformationen getrennt. Dadurch kann der weiterzuverarbeitende Datenumfang erheblich reduziert werden.In The following step S5 becomes the coordinates of the surface points (and optionally the additional information) from the rest Measurement information separated. This allows the weiterzuverarbeitende Data volume can be significantly reduced.

In Schritt S6 werden Oberflächenelemente und/oder Oberflächenbereiche ausgeschnitten, d. h. es werden Mengen von Oberflächenpunkten gebildet und optional separat abgespeichert, die abgegrenzten Oberflächenbereichen des Messobjekts entsprechen. Beispielsweise werden die anhand von 2 oben erläuterten Oberflächenbereiche gebildet. Vorzugsweise werden dabei Randbereiche, wie anhand von 2 beschrieben (oder in entsprechender Weise für andere Messobjekte), ausgelassen.In step S6, surface elements and / or surface regions are cut out, ie, sets of surface points are formed and optionally stored separately, corresponding to delimited surface regions of the measurement object. For example, those based on 2 formed above surface areas. In this case, preferably edge regions, as based on 2 described (or in a similar way for other measurement objects) omitted.

Optional werden die ausgeschnittenen Oberflächenelemente oder -bereiche durch Ersatzelemente ersetzt. Beispielsweise können die Koordinaten der Oberflächenpunkte des Oberflächenbereiches 22 gemäß 2 durch eine zylindrische Fläche ersetzt werden. Die zylindrische Fläche ist beispielsweise lediglich durch den Mittelpunkt ihrer unteren kreisförmigen Endlinie, den Radius der kreisförmigen Endlinie und durch ihre Höhe definiert. Außerdem kann optional die Exzentrizität und/oder die Standardabweichung des Abstandes der gemessenen Oberflächenpunkte von der zylindrischen Fläche angegeben und/oder abgespeichert werden.Optionally, the cut surface elements or areas are replaced with replacement elements. For example, the coordinates of the surface points of the surface area 22 according to 2 be replaced by a cylindrical surface. For example, the cylindrical surface is defined only by the center of its lower circular end-line, the radius of the circular end-line, and by its height. In addition, optionally, the eccentricity and / or the standard deviation of the distance of the measured surface points from the cylindrical surface can be specified and / or stored.

In dem folgenden Schritt S7 wird eine Registrierung des Koordinatensystems der aus Schritt S1 oder S2 erhaltenen Oberflächenkoordinaten des modifizierten Solldatensatzes vorgenommen.In the following step S7 becomes registration of the coordinate system the surface coordinates obtained from step S1 or S2 made the modified nominal data set.

Im abschließenden Schritt S8 wird gemäß einer Auswertungsvorschrift ein Vergleich der Messdaten mit den modifizierten Solldaten vorgenommen.in the final step S8 is according to a Evaluation instructions a comparison of the measured data with the modified ones Target data made.

Beim Soll-Ist-Vergleich von Oberflächenpunkten werden z. B. vorgegebene Linien entlang der Oberfläche verwendet. Z. B. können dann im Verlauf der Linie in einem festgelegten Abstand aufeinanderfolgende Oberflächenpunkte durch den Soll-Ist-Vergleich ausgewertet werden. Als Linien kommen beispielsweise helixförmige Linien entlang einer zylindrischen Oberfläche, ein Gitter bildende Linien entlang beliebigen Oberflächen oder jede andere Art von Linien in Frage.At the Target-actual comparison of surface points are z. B. used predetermined lines along the surface. Z. B. can then in the course of the line in a fixed Distance successive surface points through the Target / actual comparison to be evaluated. As lines come for example helical lines along a cylindrical surface, a grid forming lines along arbitrary surfaces or any other kind of lines in question.

Auch können Sollwerte von Abmessungen der Sollgeometrie festgelegt sein, beispielsweise Dicken, Breiten, Abstände von ausgezeichneten Punkten auf der Oberfläche oder außerhalb der Oberfläche, Durchmesser, Tiefen von Bohrungen oder anderen Ausnehmungen usw.. Für diese Abmessungen ist optional außerdem noch ein Auswertungsablauf festgelegt, mit dem die Abmessungen bestimmt werden können. Beispielsweise wird eine Anzahl von Oberflächenpunkten als Soll-Punkte auf einer ebenen Oberfläche definiert und wird festgelegt, wie aus den entsprechenden Ist-Punkten die Position und Ausrichtung der ebenen Oberfläche bestimmt werden kann. Erfolgt dies für z. B. parallel einander gegenüberliegende Außenflächen des Messobjekts, kann zusätzlich der Abstand der beiden Außenflächen und damit eine Dicke des Messobjekts bestimmt werden.Also can set setpoints of dimensions of the setpoint geometry be, for example, thicknesses, widths, distances of excellent Points on the surface or outside of the Surface, diameter, depth of holes or others Recesses, etc. For these dimensions is optional as well still set an evaluation process, which determines the dimensions can be. For example, a number of surface points Defined as target points on a flat surface and is determined as the position from the corresponding actual points and orientation of the planar surface can be determined. If this is done for z. B. parallel to each other Outside surfaces of the test object, may additionally the distance between the two outer surfaces and thus a thickness of the measuring object can be determined.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 3924066 A1 [0004, 0004]

Claims

Method for evaluating a measurement data set, which determines coordinates of a measurement object ( 1 ) and / or shape data of the measurement object derived from the coordinates ( 1 ), where a) a first nominal data set ( 11 ) is present or generated, wherein the nominal data set of a planned shape of the measurement object ( 1 ), in particular a CAD computer model of the test object ( 1 ), b) a pattern part, which was produced according to the planned shape of the measurement object, is measured by tactile and / or optical measurement of the surface of the sample part and was obtained by the measurement coordinates of the surface of the sample part for a modification of the first target data set to a modified, second setpoint data set can be used (S1), in particular the coordinates are introduced into the second setpoint data set, c) the measurement data set is determined by a measurement of the measurement object (FIG. 1 ) is generated by means of invasive radiation, in particular by a computed tomography (CT) method (S3), d) deviations of dimensions and / or surface coordinates of the measurement object are determined by comparing the second nominal data set with the measurement data set (S8).

Method according to the preceding claim, wherein the pattern part or another, second pattern part according to the same method and preferably with the same measuring arrangement as the measuring object ( 1 ) is measured in step c) and using the result from the second setpoint data set a third setpoint data set is generated, which is used for the measurement of the measurement object ( 1 ) expected coordinates of the surface of the measurement object ( 1 ) and / or form data determined therefrom, and wherein the deviations in step d) are not determined by comparing the second nominal data set, but by comparing the third nominal data set with the measured data record.

Method according to one of the preceding claims, wherein the second target data set in such a way from the first Solladaterisatz is generated that he is at least part of the survey contains coordinates determined by the surface of the sample part.

Method according to one of the preceding claims, wherein in determining the coordinates of the sample part measurement results the tactile and / or optical survey for plausibility and / or corrected before acting as the determined coordinates be accepted.

Method according to one of the preceding claims, wherein the pattern part and the measurement object are made of a material are, that changes the dimensions and / or shape over time, especially made of plastic are, and where the sample part immediately after its manufacture tactile and / or optical according to step b) becomes.

Method according to one of the preceding claims, wherein the comparison according to step d) to claim 1 for at least a part of those coordinates which was determined step b) in claim 1, and / or determined in step d) in claim 1 deviations from dimensions which are determined from these coordinates.

Method according to one of the preceding claims, wherein the measurement object is manufactured in a serial production process is or has been and being several different specimens of the measurement object measured according to step c) in claim 1 and by Comparison of the second nominal data set with the measured data set deviations dimensions and / or surface coordinates of the DUT be determined.

Computer program with program code means that is designed are a method according to one of the preceding Perform claims when the computer program running on a computer or computer network.

Computer program with program code means according to the previous claim being on a computer readable medium are stored.