WO2003008900A1 - Method for the scanning measurement of a surface contour - Google Patents
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Abstract
The invention relates to a method for the scanning measurement of a surface contour of a workpiece mounted about a rotating or pivoting axis, by means of a co-ordinate measuring device and a sensor which may be displaced along the Cartesian co-ordinates thereof. According to the invention, a surface contour of a workpiece may be determined with extreme precision, in particular, large vertical profiling may be precisely recorded, whereby the sensor and the workpiece are arranged during the measurement relative to each other such that the sensing direction of the sensor at each measuring point is at a constant angle α to the surface normals at the measuring point.
Description
Beschreibungdescription
Verfahren zum scannenden Messen einer OberflächenkonturProcess for the scanning measurement of a surface contour
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum scannenden Messen einer Oberflächenkontur eines um eine Dreh- und/oder Schwenkachse gelagerten Werkstücks mittels eines Koordinaterimessgerätes unter Verwendung eines entlang dessen kartesischer Koordinaten bewegbaren Sensors.The invention relates to a method for the scanning measurement of a surface contour of a workpiece mounted about a rotational and / or swivel axis by means of a coordinate measuring device using a sensor that can be moved along its Cartesian coordinates.
Aus der DE 39 19 865 AI ist ein Verfahren sowie eine Einrichtung zum Messen der Konturen eines Körpers bekannt. Dabei ist der Körper in einer rotierenden Aufnahme verankert und wird so gedreht, dass in einer rechtwinklig zur radialen Verstellachse des Körpers angeordneten Kamera das größte Radiusmaß mit dem diesem Größtmaß zugeordnetem Drehwinkel angezeigt wird.From DE 39 19 865 AI a method and a device for measuring the contours of a body is known. The body is anchored in a rotating receptacle and is rotated in such a way that the largest radius dimension with the rotation angle assigned to this largest dimension is displayed in a camera arranged at right angles to the radial adjustment axis of the body.
Aus dem Sonderdruck "Kontrolle 5/94", Werth Messtechnik GmbH, ist ein fotoelektronisches Kontur-Scanning bekannt, bei dem eine CCD-Kamera zum Einsatz gelangt, wodurch pro Antastvorgang mehrere tausend Messpunkte aufgenommen werden können.
Die DE 44 31 059 C2 bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Vermessen von Werkzeugen, mit dem bzw. der Werkzeugkonturen von wenigstens einem Werkszeugabschnitt in verschiedenen Werkzeugpositionen optisch elektronisch detektiert und daraus ermittelte Geometriedaten in einem Rechner zur Bestimmung und Ausgabe von Abmessungswerten verarbeitet werden, wobei ein Vergleich zwischen in verschiedenen Werkzeugpositionen detektierten Konturabscl nitten mit dem Ergebnis einer Extremwertfeststellung unter den verglichenen Geometriedaten gleichzeitig über den gesamten Konturab- schnitt erfolgt.From the special print "Control 5/94", Werth Messtechnik GmbH, a photoelectronic contour scanning is known, in which a CCD camera is used, whereby several thousand measuring points can be recorded per probing process. DE 44 31 059 C2 relates to a method and a device for measuring tools with which the tool contours of at least one tool section in various tool positions are optically and electronically detected and the geometry data determined therefrom are processed in a computer for determining and outputting dimension values , wherein a comparison between contour sections detected in different tool positions with the result of an extreme value determination under the compared geometry data takes place simultaneously over the entire contour section.
Um nach dem Stand der Technik z. B. Nocken zu scannen, ist es bekannt, das Werkstück einzuspannen und um eine Achse rotieren zu lassen. Auf das Werkstück wird sodann ein Sensor im konstanten Abstand zur Drehachse ausgerichtet. Zur Bestimmung der Oberflächenkontur wird der aktuelle Drehwinkel zum Abstand zwischen Oberfläche und Sensor bestimmt.To according to the prior art, for. B. scan cams, it is known to clamp the workpiece and to rotate about an axis. A sensor is then aligned to the workpiece at a constant distance from the axis of rotation. To determine the surface contour, the current angle of rotation relative to the distance between the surface and the sensor is determined.
Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit einfachen Maßnahmen überaus präzise eine Oberflächenkontur eines Werkstücks bestimmt werden kann, wobei insbesondere auch höhenmäßig starke Profilierungen präzise erfasst werden sollen.The present invention is based on the problem of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that the surface contour of a workpiece can be determined very precisely with simple measures, in particular profiles with a high height should also be precisely detected.
Erfindungsgemäß wird das Problem im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der Sensor und das Werkstück derart zueinander ausgerichtet werden, dass Antastrichtung des Sensors im jeweiligen Messpunkt unter einem konstanten Winkel α zur den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen des Werkstücks verläuft. Dabei verläuft die Antastrichtung des Sensors insbesondere entlang der Oberflächermormalen im Messpunkt.According to the invention, the problem is essentially solved in that the sensor and the workpiece are aligned with respect to one another in such a way that the scanning direction of the sensor in the respective measuring point extends at a constant angle α to the surface normal of the workpiece passing through the measuring point. The scanning direction of the sensor runs in particular along the surface normal at the measuring point.
Abweichend vom vorbekannten Stand der Technik wird einerseits der Abstand zwischen Messpunkt auf der Oberfläche und Sensor stets konstant gehalten. Andererseits wird die Nebenbedingung eingehalten, dass die Antastrichtung des Sensors stets unter einem konstanten Winkel zu der den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen verläuft.
Bei einem berührungslos arbeitenden Sensor wie Abstandssensor bedeutet dies, dass der auftreffende und reflektierte Strahl stets einen konstanten Winkel zur Oberflächennormalen beschreibt. Insbesondere verlaufen auftreffender und reflektierter Strahl entlang der Oberflächennormalen.In a departure from the prior art, the distance between the measuring point on the surface and the sensor is always kept constant. On the other hand, the secondary condition is met that the probing direction of the sensor always runs at a constant angle to the surface normal passing through the measuring point. In the case of a contactless sensor such as a distance sensor, this means that the impinging and reflected beam always describes a constant angle to the surface normal. In particular, incident and reflected rays run along the surface normal.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum scannenden Messen einer Oberflächenkontur vorgeschlagen, das sich durch die Verfahrensschritte auszeichnet:According to the invention, a method for scanning measurement of a surface contour is proposed, which is characterized by the method steps:
a) Ausrichten der Antastrichtung des Sensors auf einen Messpunkt unter einem zur den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen konstanten Winkel unter gleichzeitiger Einhaltung eines vorgegebenen Abstands zur Oberfläche des Messpunktes,a) aligning the scanning direction of the sensor to a measuring point at a constant angle normal to the surface passing through the measuring point while maintaining a predetermined distance from the surface of the measuring point,
b) Verfahren des Sensors in X- und/oder Y-Richtung des Koordinatenmessgerätes, sofern die Antastrichtung unverändert bleibt, unter Beibehaltung des vorgegebenen Abstands,b) moving the sensor in the X and / or Y direction of the coordinate measuring machine, provided the scanning direction remains unchanged, while maintaining the specified distance,
c) bei sich ändernder Antastrichtung in einem Messpunkt bei bleibender Ausrichtung des Sensors auf den Messpunkt, Durchführen einer Dreh- und/oder Schwenkbewegung des Werkstücks in einem Umfang, bis die Antastrichtung unter dem konstanten Winkel zur Oberflächennormalen in dem Messpunkt verläuft, undc) in the case of a changing scanning direction in a measuring point with the sensor remaining aligned to the measuring point, carrying out a rotary and / or swiveling movement of the workpiece in a circumference until the scanning direction runs at the constant angle to the surface normal in the measuring point, and
d) Durchführen der Verfahrensschritte b) und c) bis das Werkstück in gewünschtem Umfang scannend gemessen ist.d) performing process steps b) and c) until the workpiece is measured by scanning to the desired extent.
Mit anderen Worten erfolgt solange ein lineares Scannen, d. h. ein Scannen in der X-Y- Ebene des Koordinatenmessgerätes, solange die Antastrichtung des Sensors im jeweiligen Messpunkt unter einem vorgegebenen Winkel zur Oberflächennormalen verläuft, also üblicherweise parallel zur Oberflächennormalen. Ist diese Bedingung nicht mehr erfüllt, wird das Werkstück in einem Umfang gedreht bzw. verschwenkt, dass diese Bedingung wieder erfüllt ist. Dabei wird der Sensor in Z-Richtung und gegebenenfalls auch in X- Y-Richtung
nachgefühlt, um einerseits weiterhin den Messpunkt zu erfassen und andererseits den vorgegebenen Abstand zu dem Messpunkt einzuhalten.In other words, as long as linear scanning takes place, ie scanning in the XY plane of the coordinate measuring machine, as long as the scanning direction of the sensor at the respective measuring point is at a predetermined angle to the surface normal, that is, usually parallel to the surface normal. If this condition is no longer met, the workpiece is rotated or swiveled to such an extent that this condition is met again. The sensor is in the Z direction and possibly also in the XY direction felt, on the one hand to continue to record the measuring point and on the other hand to maintain the predetermined distance from the measuring point.
Durch die erfindungsgemäße Lehre können mit einfachen Maßnahmen präzise Werkstücke komplizierter Profilierung gemessen werden wie z. B. Turbinenschaufelräder.Through the teaching of the invention, precise workpieces with complicated profiles can be measured with simple measures such. B. turbine blades.
Die erfindungsgemäße Lehre lässt sich jedoch nicht nur mit berührungslos arbeitenden Sensoren, sondern auch mit taktilen, insbesondere opto-taktilen Sensoren durchführen, wie diese zum Beispiel in der EP 0 988 505 Bl beschrieben sind, auf deren Offenbarung nachdrücklich verwiesen wird.However, the teaching according to the invention can be carried out not only with contactlessly operating sensors, but also with tactile, in particular opto-tactile sensors, such as are described for example in EP 0 988 505 B1, to the disclosure of which reference is expressly made.
Auch bei einem taktil bzw. opto-taktil arbeitenden Sensor ist ein konstanter Abstand im Messpunkt zu der Oberfläche gegeben, da gemessen wird, wenn der Sensor die Oberfläche berührt.Even with a tactile or opto-tactile sensor, there is a constant distance at the measuring point from the surface, since measurements are made when the sensor touches the surface.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further details, advantages and features of the invention result not only from the claims, the features to be extracted from them - by themselves and / or in combination - but also from the following description of preferred exemplary embodiments which can be found in the drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. la— li verschiedene Positionen eines Abstandssensors zu einem zu messenden Werkstück,Fig. La- li different positions of a distance sensor to a workpiece to be measured,
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung eines Koordinatenmessgerätes,2 shows a schematic diagram of a coordinate measuring machine,
Fig. 3 ein das erfindungsgemäße Verfahren erläuterndes Flussdiagramm und3 shows a flowchart which explains the method according to the invention and
Fig. 4 eine Prinzipdarstellung eines taktil messenden Sensors.
In Fig. 2 ist rein prinzipiell ein Koordinatenmessgerät 10 mit einem z. B. aus Granit bestehendem Grundrahmen 12 mit Messtisch 14 dargestellt, auf dem ein nicht dargestelltes Werkstück angeordnet ist, dessen Oberfläche scannend gemessen werden soll. Entlang dem Grundrahmen 12 ist ein Portal 16 in Y-Richtung verstellbar. Hierzu sind Säulen oder Ständer 18, 20 gleitend auf dem Grundrahmen 12 abgestützt. Von den Säulen 18, 20 geht eine Traverse 22 aus, entlang der, also gemäß der zeichnerischen Darstellung in X- Richtung ein Schlitten 24 verstellbar ist, der seinerseits eine Pinole oder Säule 26 aufnimmt, die in Z-Richtung verstellbar ist. Von der Pinole oder Säule 26 geht ein Messsensor 28 aus, bei dem es sich bevorzugter Weise um einen Abstandssensor handelt, der z. B. nach dem Video- Autofokusverfahren, Laser- Autofokusverfahren oder nach dem Foucault' sehen Schneidenprinzip arbeitet. Auch kann von der Pinole 26 ein taktil arbeitender bzw. ein opto-taktil arbeitender Sensor ausgehen, wie dieser in der EP 0 988 505 Bl beschrieben ist. Insoweit wird auf die diesbezügliche Offenbarung verwiesen.Fig. 4 is a schematic diagram of a tactile measuring sensor. In Fig. 2 is a coordinate measuring machine 10 with a z. B. made of granite base frame 12 with measuring table 14, on which a workpiece, not shown, is arranged, the surface of which is to be measured by scanning. A portal 16 is adjustable in the Y direction along the base frame 12. For this purpose, columns or stands 18, 20 are slidably supported on the base frame 12. A crossbeam 22 extends from the columns 18, 20, along which, as shown in the drawing in the X direction, a carriage 24 is adjustable, which in turn receives a quill or column 26 which is adjustable in the Z direction. From the quill or column 26 is a measuring sensor 28, which is preferably a distance sensor, the z. B. after the video autofocus method, laser autofocus method or after the Foucault 'see cutting principle works. A tactile or an opto-tactile sensor can also emanate from the sleeve 26, as described in EP 0 988 505 B1. In this regard, reference is made to the disclosure in this regard.
Um ein Werkstück wie Nocken, Turbinenschaufelrad o. a. überaus präzise scannend zu messen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass einerseits der Sensor 28 zu dem messenden Werkstück bzw. dem jeweiligen Messpunkt einen konstanten Abstand von z. B. 30 - 80 mm, insbesondere in etwa 50 mm einhält und zum anderen die Antastrichtung zur den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen des Werkstücks einen konstanten Winkel α beschreibt, der insbesondere bei Null Grad liegt. Mit anderen Worten sollte die Antastrichtung des Sensors 28 entlang der Oberflächennormalen, also senkrecht zur Werk- stückoberfläche im Messpunkt verlaufen.Around a workpiece such as cams, turbine blades or the like. To measure with extremely precise scanning, it is provided according to the invention that on the one hand the sensor 28 is at a constant distance from the measuring workpiece or the respective measuring point of z. B. 30 - 80 mm, in particular about 50 mm and on the other hand describes the probing direction to the measuring point penetrating surface normal of the workpiece a constant angle α, which is in particular at zero degrees. In other words, the scanning direction of the sensor 28 should run along the surface normal, ie perpendicular to the workpiece surface at the measuring point.
Das diesbezügliche erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Fig. la bis li näher erläutert, wobei als Sensor ein mit dem Bezugszeichen 1 versehener Lasersensor beispielhaft genannt wird. Der Lasersensor 1 selbst geht von einem beweglichen Schlitten 3 aus, um im Ausfuhrungsbeispiel in X-Richtung verstellt zu werden, wobei selbstverständlich auch eine Verstellung in der X-Y-Ebene des Koordinatenmessgerätes möglich ist. Ein zu messendes Werkstück 4 in Form eines Nockens ist um eine Drehachse 2 drehbar angeordnet, wobei anstelle der Drehachse 2 auch eine Dreh-/Schwenkachse vorgesehen sein kann.
Während des scannenden Messens wird die Nebenbedingung erfüllt, dass durch Regelung der Abstand zwischen dem Abstandssensor 1 und dem Messpunkt auf dem Werkstück 4 auf einen konstanten Wert eingestellt wird. In dem Messpunkt muss außerdem die Nebenbedingung erfüllt sein, dass entsprechend dem Ausführungsbeispiel die Antastrichtung in dem jeweiligen Messpunkt mit der den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen des Werkstücks 4 zusammenfällt, also die Antastrichtung 5 im Ausfuhrungsbeispiel einen rechten Winkel zur Oberfläche im Messpunkt beschreibt. Weicht der Winkel von 90° ab, wird das Werkstück 4 um die Achse 2 gedreht, bis die Bedingung erfüllt ist. Um den Abstand zu dem Messpunkt konstant zu halten, wird entsprechend der Abstandssensor in Z- Richtung nachgeregelt (Fig. la, lb). Ist der Winkel von 90° erreicht, wird im Ausführungsbeispiel der Sensor 1 mittels des Schlittens 3 in X-Richtung solange bewegt, bis die Nebenbedingung des unter einem rechten Winkel zum Oberflächenmesspunkt einfallenden Lichtstrahls des Abstandssensors nicht mehr erfüllt ist (Fig. 1c, Id bzw. le). Bei von 90° abweichendem Winkel wird entsprechend das Werkstück 4 um die Achse 2 gedreht, wobei der Abstandssensor 1 auf dem Messpunkt ausgerichtet bleibt. Durch das Drehen des Werkstücks 4 bedingt ist es gegebenenfalls erforderlich, dass der Sensor 1 in X-Richtung verstellt wird, wie die Fig. le verdeutlicht. Gleichzeitig erfolgt ein Regeln in Z-Richtung.The method according to the invention in this regard is explained in more detail with reference to FIGS. La to li, a laser sensor provided with reference number 1 being mentioned as an example as the sensor. The laser sensor 1 itself starts from a movable slide 3 in order to be adjusted in the X direction in the exemplary embodiment, an adjustment in the XY plane of the coordinate measuring machine also being possible, of course. A workpiece 4 to be measured in the form of a cam is arranged so as to be rotatable about an axis of rotation 2, it being possible to provide an axis of rotation / pivoting instead of the axis of rotation 2. During the scanning measurement, the secondary condition is met that the distance between the distance sensor 1 and the measuring point on the workpiece 4 is set to a constant value by regulation. In the measuring point, the additional condition must also be met that, according to the exemplary embodiment, the probing direction in the respective measuring point coincides with the surface normal of the workpiece 4 passing through the measuring point, that is to say the probing direction 5 in the exemplary embodiment describes a right angle to the surface at the measuring point. If the angle deviates from 90 °, the workpiece 4 is rotated about the axis 2 until the condition is met. In order to keep the distance to the measuring point constant, the distance sensor is adjusted accordingly in the Z direction (Fig. La, lb). If the angle of 90 ° is reached, the sensor 1 is moved in the X direction in the exemplary embodiment by means of the slide 3 until the secondary condition of the light beam of the distance sensor incident at a right angle to the surface measuring point is no longer fulfilled (FIG. 1c, Id or . le). At an angle deviating from 90 °, the workpiece 4 is rotated accordingly about the axis 2, the distance sensor 1 remaining aligned on the measuring point. Due to the rotation of the workpiece 4, it may be necessary for the sensor 1 to be adjusted in the X direction, as illustrated in FIG. At the same time, regulation takes place in the Z direction.
Wie die Fig. lf bis li des Weiteren verdeutlichen, werden die zuvor erläuterten Verfahrensschritte solange durchgeführt, bis das Werkstück 4 bzw. dessen Oberflächen in gewünschtem Umfang gescannt ist, wobei stets ein Drehen des Werkstücks 4 dann erfolgt, wenn die Nebenbedingung nicht erfüllt ist, dass die Antastrichtung 5 entlang der Oberflächennormalen im Messpunkt verläuft. Gleichzeitig erfolgt ein Nachführen in Z-Richtung bzw. Bewegen in X-Richtung (Fig. le), damit der Abstandssensor auf den gewünschten Messpunkt bei konstant gehaltenem Abstand zu diesem ausgerichtet bleibt.As further illustrated in FIGS. 1 to 5, the previously explained method steps are carried out until the workpiece 4 or its surfaces have been scanned to the desired extent, the workpiece 4 always rotating when the secondary condition is not met, that the scanning direction 5 runs along the surface normal at the measuring point. At the same time, tracking takes place in the Z direction or movement in the X direction (FIG. Le) so that the distance sensor remains aligned with the desired measuring point while the distance to it is kept constant.
Die Drehbewegung des Werkstücks 4 bzw. translatorische Bewegung des Abstandssensor 1 bzw. Schlittens 3 ergeben sich durch die Symbole in den Fig. la bis le, so dass insoweit die Zeichnung selbsterläuternd ist.The rotational movement of the workpiece 4 or translatory movement of the distance sensor 1 or slide 3 result from the symbols in FIGS. 1 a to 1 a, so that the drawing is self-explanatory in this respect.
Der Verfahrensablauf ergibt sich auch aus dem Flussdiagramm gemäß Fig. 3. Zu Beginn des Messens (Start 30), werden der Messsenor und das Werkstück in gewünschte Positio-
nierung zueinander ausgerichtet (Verfahrensschritt 32), um sodann Messungen durchzuführen (Verfahrensschritt 34). Gleichzeitig erfolgt eine Z-Regelung (Verfahrensschritt 36), aufgrund derer der Abstand zwischen Messsensor und zu messender Oberfläche konstant gehalten wird. In jedem Messpunkt wird überprüft, ob die Antastrichtung des Messsensors die vorgegebene Nebenbedingung in Bezug auf die den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormale erfüllt. Sollte dies vor Erreichen des gesamten Messablaufs (Verfahrensschritt 36) eintreten, so wird eine neue Position derart eingestellt, dass die geforderte Nebenbedingung in Bezug auf die Antastrichtung erfüllt ist (Verfahrensschritte 38, 32). Gleichzeitig erfolgt ein Nachregeln des Abstands zwischen Abstandssensor und Messpunkt (Verfahrensschritt 36). Ist das Werkstück im gewünschten Umfang gescannt, so wird die Messung beendet (Verfahrenssclrritt 40).The process sequence also results from the flow diagram according to FIG. 3. At the start of the measurement (start 30), the measurement sensor and the workpiece are moved into the desired position. alignment aligned with each other (method step 32) in order to then carry out measurements (method step 34). At the same time there is a Z control (method step 36), on the basis of which the distance between the measuring sensor and the surface to be measured is kept constant. At each measuring point, it is checked whether the probing direction of the measuring sensor fulfills the specified secondary condition with regard to the surface normal passing through the measuring point. If this occurs before the entire measurement sequence (method step 36) has been reached, a new position is set in such a way that the required secondary condition with regard to the probing direction is fulfilled (method steps 38, 32). At the same time, the distance between the distance sensor and the measuring point is readjusted (method step 36). If the workpiece has been scanned to the desired extent, the measurement is ended (method step 40).
Auch wenn bevorzugter Weise ein berührungslos arbeitender Sensor wie Abstandssensor zum scannenden Messen eines Werkstücks benutzt wird, kann erwähntermaßen auch ein berührend arbeitender Sensor zum Einsatz gelangen. Dabei ist ebenfalls die Nebenbedingung einzuhalten, dass die Antastrichtung zu dem jeweiligen Messpunkt konstant ist. Dies wird durch die Fig. 4 prinzipiell verdeutlicht. Ein taktil gegebenenfalls opto-taktil messender Sensor 42, der von einem Dreh-/Schwenkgelenk 44 ausgeht, wird unter konstantem Winkel α solange entlang einer Fläche 46 eines Werkstücks 48 geführt (Bewegung in X- bzw. Y-Richtung), bis der Winkel α sich ändert. Sodann wird das Werkstück 48 gedreht (Pfeil 50), bis der Sensor 42 erneut zur zu messenden Fläche 52 den Winkel α beschreibt. Sodann erfolgt erneut das taktile Messen in X- bzw. Y-Richtung entsprechend der zuvor im Zusammenhang mit dem berührungslos arbeitenden Messsensor beschriebenen Verfahren.
Even if a contactlessly operating sensor such as a distance sensor is preferably used for the scanning measurement of a workpiece, a touching sensor can also be used as mentioned. The secondary condition must also be observed that the probing direction to the respective measuring point is constant. This is illustrated in principle by FIG. 4. A tactile, optionally opto-tactile, sensor 42, which starts from a swivel / swivel joint 44, is guided at a constant angle α along a surface 46 of a workpiece 48 (movement in the X or Y direction) until the angle α changes. The workpiece 48 is then rotated (arrow 50) until the sensor 42 again describes the angle α to the surface 52 to be measured. The tactile measurement in the X or Y direction then takes place again in accordance with the method previously described in connection with the contactlessly operating measurement sensor.
Claims
1. Verfahren zum scannenden Messen einer Oberflächenkontur eines um eine Dreh- und/oder Schwenkachse gelagerten Werkstücks mittels eines Koordinatenmessgerätes und eines entlang dessen kartesischer Koordinaten bewegbaren Sensors, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor und das Werkstück während des Messens derart zueinander ausgerichtet werden, dass Antastrichtung des Sensors im jeweiligen Messpunkt unter einem konstanten Winke] α zur den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen des Werkstücks verläuft.1. A method for the scanning measurement of a surface contour of a workpiece mounted about a rotation and / or pivot axis by means of a coordinate measuring device and a sensor movable along its Cartesian coordinates, characterized in that the sensor and the workpiece are aligned with one another during the measurement in such a way that the scanning direction of the sensor at the respective measuring point at a constant angle] α to the surface normal of the workpiece passing through the measuring point.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antastrichtung des Sensors entlang der Oberflächennormalen verläuft.2. The method according to claim 1, characterized in that the scanning direction of the sensor runs along the surface normal.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sensor und dem jeweiligen Messpunkt ein konstanter Abstand eingestellt wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that a constant distance is set between the sensor and the respective measuring point.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein Abstandssensor verwendet wird. 4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a distance sensor is used as the sensor.
5. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandssensor ein solcher verwendet wird, der nach dem Video- Autofokusverfahren, dem Laser-Autofokusverfahren oder dem Foucault'schen- Schneidenprinzip arbeitet.5. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the distance sensor used is one that works according to the video autofocus method, the laser autofocus method or the Foucault cutting principle.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein taktil arbeitender Sensor verwendet wird.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a tactile sensor is used as the sensor.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Sensor ein opto-taktil arbeitender Sensor verwendet wird.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that an opto-tactile sensor is used as the sensor.
8. Verfahren zum scannenden Messen einer Oberflächenstruktur eines Werkstücks nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet d urch die Verfaluensscbritte:8. A method for the scanning measurement of a surface structure of a workpiece according to at least one of the preceding claims, characterized by the evaluation steps:
a) Ausrichten der Antastrichtung des Sensors auf einen Messpunkt des Werkstücks unter einem zur der den Messpunkt durchsetzenden Oberflächennormalen konstanten Winkel α unter gleichzeitiger Einhaltung eines vorgegebenen konstanten Abstands zur Oberfläche im Messpunkt,a) aligning the probing direction of the sensor to a measuring point of the workpiece at an angle α constant to the surface normal through the measuring point while maintaining a predetermined constant distance from the surface at the measuring point,
b) Verfahren des Sensors in X- oder in Y-Richtung des Koordinatenmessgerätes, sofern die Antastrichtung unverändert bleibt, bei Beibehaltung des vorgegebenen konstanten Abstands,b) moving the sensor in the X or Y direction of the coordinate measuring machine, provided the scanning direction remains unchanged, while maintaining the predetermined constant distance,
c) bei sich ändernder Antastrichtung in einem Messpunkt bei bleibender Ausrichtung des Sensors auf den Messpunkt, Durchführen einer Dreh- und /oder Schwenkbewegung des Werkstücks in einem Umfang, bis die Antastrichtung unter dem konstanten Winkel α zur Oberflächennormalen im Messpunkt unter Beibehaltung des vorgegebenen konstanten Abstands zum Messpunkt verläuft,c) with changing scanning direction in a measuring point with permanent alignment of the sensor to the measuring point, performing a rotating and / or swiveling movement of the workpiece in a range until the scanning direction at the constant angle α to the surface normal in Measuring point runs while maintaining the predetermined constant distance from the measuring point,
d) Durchfuhren der Verfahrensschritte b) und c) bis das Werkstück im gewünschten Umfang scannend gemessen ist.d) performing process steps b) and c) until the workpiece is measured by scanning to the desired extent.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der konstante Winkel α auf Null Grad eingestellt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the constant angle α is set to zero degrees.
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