Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei die Positioniereinheit das Messobjekt und die Messeinheit relativ zueinander positioniert und die Messeinheit Messwerte bzw. Messdaten des Messobjektes erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugbar ist.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten.

Vorrichtungen und Verfahren zur optischen Vermessung von Messobjekten werden in zahlreichen Anwendungen in Industrie, Forschung und Entwicklung eingesetzt. Derartige Messvorrichtungen bestehen in der Regel aus einer Positioniereinheit, einer Messeinheit und einer Auswerteeinheit. Mit der Positioniereinheit wird das Messobjekt relativ zur Messeinheit in eine Messposition bewegt oder die Messeinheit relativ zum Messobjekt positioniert. Die Messeinheit erfasst Eigenschaften des Messobjektes mittels eines Messsystems, das je nach zu untersuchender Eigenschaft des Messobjektes nach einem darauf angepassten physikalischen Messprinzip arbeitet. Die Auswerteeinheit steuert die Positioniereinheit und erfasst die Messwerte der Messeinheit. Die Steuersignale der Positioniereinheit werden über eine Schnittstelle übertragen, ebenso die Messwerte bzw. Messdaten der Sensoreinheit. Aufgrund der höheren Flexibilität werden heute überwiegend digitale Schnittstellen verwendet. Man unterscheidet dabei zwischen der (physikalischen) Hardware-Schnittstelle und dem darüber laufenden Software-Protokoll. Für digitale Schnittstellen werden verschiedene Ebenen (layer) definiert, wovon in der Regel die unterste Ebene die (physikalische) Hardware-Schnittstelle bildet. Darüber liegen aufeinander aufbauend verschiedene Ebenen von Software-Protokollen, angefangen von Transportschichten bis hin zur obersten Ebene der Anwendungsschicht (z.B. nach dem ISO/OSI-Referenzmodell oder dem TCP/IP-Referenzmodell). In der Auswerteeinheit werden dann die so übertragenen Daten weiterverarbeitet und visualisiert bzw. zur weiteren Verwendung an übergeordnete Steuerungen weitergeleitet.

Das ISO/OSI-Schichtenmodell wurde bereits in den Siebzigerjahren entwickelt, um die fortschreitende Entwicklung auf dem Gebiet der Schnittstellen und Netzwerke zwischen Computern abzubilden. Schicht 1 (Physical Layer) stellt die physische Verbindung dar. Dort sind einfache serielle Schnittstellen abgebildet wir z.B. RS- 232 oder RS-422, die auch heute noch verwendet werden. Schicht 2 (Data Link Layer) bietet bereits Fehlerbehandlung und Datenflusskontrolle, bekannte Protokolle sind SDLC oder HDLC oder auch Ethernet. Schicht 3 (Network Layer) beschreibt das Schalten von Verbindungen oder die Weitervermittlung von Datenpaketen mit dem bekanntesten Protokoll IP (Internet Protokoll), das die Grundlage des Internet darstellt. Schicht 4 (Transport Layer) regelt die Ende-zu- Ende Kontrolle des Datenverkehrs, bekannte Protokolle sind UDP (User Datagram Protocol) oder TCP (Transmission Control Protokoll).

Die Schichten 1 bis 4 beschreiben Standardisierung der verwendeten netzwerkbezogenen Schichten, also die Art und Weise, „wie“ Daten zwischen Messeinheit, Positioniereinheit und Auswerteeinheit übertragen werden. Die Semantik der übertragenen Daten ist dabei proprietär herstellerspezifisch. Darüber liegen mit den Schichten 5 bis 7 die anwendungsbezogenen Schichten, die die Struktur und Bedeutung der Daten definieren, d.h. „was“ übertragen werden soll. Dort sind die Protokolle angesiedelt, die mit Anwendungsprogrammen Zusammenarbeiten.

Eine andere Darstellung des Schichtenmodells bietet das TCP/IP-Referenzmodell mit vier aufeinander aufbauenden Schichten. Die ersten drei entsprechen dabei weitgehend den Schichten 1 bis 4 des ISO/OSI-Modells. Darauf setzt dann als letzte Schicht die Anwendungsschicht auf. Digitale Schnittstellen für industrielle Anwendungen enthalten üblicherweise frei definierbare Bereiche, womit spezifische, für die jeweilige Anwendung geeignete Parameter vom Benutzer vorgegeben werden können, beispielsweise für Messeinheiten wie Sensoren oder Kameras oder auch Positioniereinheiten wie Linearachsen oder Roboter. Diese dienen dazu, die jeweils zugehörige Einheit zu parametrieren. Derartige Schnittstellen sind in der Regel den höheren Schichten der Referenzmodelle zuzuordnen, da dort festgelegt wird, „was“ übertragen werden soll (im Beispiel die anwendungs- oder benutzerspezifischen Parameter).

Für die Ansteuerung von Positioniereinheiten werden häufig industrielle Schnittstellen wie z.B. Profibus, Interbus oder EtherCAT verwendet. Damit können spezifische Parameter zur Positionierung eingestellt werden wie z.B. Startposition, Beschleunigungs- und Abbremsrampen, Vorschub etc.

Für alle Arten von Messsystemen gibt es standardisierte Schnittstellen mit einem Übertragungsprotokoll nach vorgegebenen Standards. Beispiele für derartige Schnittstellen sind l ² C, IO-Link oder CAN-Bus. Für optische Messmittel, insbesondere Kameras, haben sich Schnittstellen wie z.B. GigE Vision oder CameraLink etabliert. Mit Hilfe von frei definierbaren Bereichen können dann bestimmte Kameraparameter wie z.B. Belichtungszeit, Auflösung, Framerate etc. eingestellt werden, um die Kamera an die jeweilige Messaufgabe anzupassen.

Bekannte Messvorrichtungen nach dem Stand der Technik verwenden für die Ansteuerung bzw. Regelung der Positioniereinheit und die Übertragung der Messwerte der Messeinheit getrennte Schnittstellen, beispielsweise GigE Vision für die Kamera und EtherCAT für die Positioniereinheit. In der darüberliegenden Auswerteeinheit werden die Schnittstellen dann häufig über eine proprietäre Applikationssoftware angesprochen, um die Kommunikation zwischen Mess- oder Positioniereinheit und der Auswerteeinheit herzustellen. Diese Applikationssoftware muss also zwei Schnittstellen bedienen, nämlich eine Schnittstelle für die Positioniereinheit und eine Schnittstelle für die Messeinheit. Proprietär bedeutet, dass der Hersteller der Messvorrichtung eine eigene Applikationssoftware erstellt, die in der Lage ist, mit der Messeinheit und der Positioniereinheit Daten auszutauschen, zu verarbeiten und diese dem Anwender in geeigneter Form zur Verfügung zu stellen. Dabei müssen zwei Interfaces programmiert werden, nämlich eines für die Schnittstelle zur Positioniereinheit und ein zweites für die Schnittstelle zur Messeinheit.

Anstelle einer proprietären, herstellereigenen Applikationssoftware wird auch auf dem Markt befindliche Applikationssoftware verwendet. Auch dann ist Programmieraufwand nötig, um eine proprietären Schnittstelle zu erstellen und ggf. eine Anpassung der handelsüblichen Applikationssoftware vorzunehmen.

Nachteil derartiger proprietärer Lösungen ist also der hohe Programmieraufwand, da je nach Modell der Messvorrichtung individuelle Anpassungen erforderlich sind. Weiterhin ist eine proprietäre Lösung von der Weiterentwicklung von Standards abgekoppelt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit geringem Programmieraufwand eine Erfassung der Eigenschaften des Messobjekts realisierbar ist.

Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Danach ist die in Rede stehende Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei die Positioniereinheit das Messobjekt und die Messeinheit relativ zueinander positioniert und die Messeinheit Messdaten des Messobjektes erfasst, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Verrechnungsmodul und dem Auswertemodul eine standardisierte Schnittstelle zur Übertragung von Daten ausgebildet ist, und dass die übertragenen Daten sowohl Daten der Messeinheit als auch Daten der Positioniereinheit sind. In Bezug auf das Verfahren wird die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Anspruchs 9 gelöst. Damit ist ein Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften von Messobjekten, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem dem Ansprüche 1 bis 8, angegeben, mit einer mindestens eine Positioniereinheit und mindestens eine Messeinheit aufweisenden Messvorrichtung, einem Verrechnungsmodul und einem Auswertemodul, wobei das Messobjekt und die Messeinheit von der Positioniereinheit relativ zueinander positioniert werden und von der Messeinheit Messdaten des Messobjektes erfasst werden, wobei durch das Verrechnungsmodul aus den Positionsdaten und den Messdaten ein Abbild des Messobjektes erzeugt wird, wobei über eine standardisierte Schnittstelle zwischen dem Verrechnungsmodul und dem Auswertemodul sowohl Daten der Messeinheit als auch Daten der Positioniereinheit übertragen werden.

In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass neben den zunächst durch die standardisierte Schnittstelle vorgegebenen Daten der Messeinheit zusätzlich über dieselbe Schnittstelle auch Daten übertragen werden können, die für die Positioniereinheit bestimmt sind, oder umgekehrt. Dazu können beispielsweise frei definierbare Bereiche der Schnittstelle oder frei definierbare Bereiche im Protokoll der Schnittstelle verwendet werden, um Daten für die Positioniereinheit zu transportieren. Die frei definierbaren Bereiche können beispielsweise als definierter Block im Datenstrom, oder als adressierbarer Speicherbereich, oder als Datenbereich in einer Konfigurationsdatei (z.B. xml-Datei) vorliegen. Der Vorteil ist dann, dass eine standardisierte Schnittstelle verwendet werden kann und keine proprietäre Software erzeugt werden muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass auch standardisierte oder marktübliche Standardsoftware zur weiteren Verarbeitung der Daten (Messdaten und Positionsdaten) verwendet werden kann, sofern die Standardsoftware diese standardisierte Schnittstelle unterstützt.

Mit anderen Worten bietet die Verwendung einer standardisierten Schnittstelle den Vorteil, dass in der Auswerteeinheit keine proprietäre Software programmiert werden muss, sondern als Auswertemodul handelsübliche, mit dem Standard (beispielsweise GenICam) kompatible Auswertesoftware, wie beispielsweise Halcon, verwendet werden kann. Alternativ könnten ebenso handelsübliche, zum Standard kompatible Auswerteeinheiten eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Lehre kann die folgenden Merkmale aufweisen:

- Positionierung eines Messobjektes mittels einer Positioniereinheit relativ zu einer Messeinheit bzw. umgekehrt in einer, zwei oder drei Raumachsen und Winkeln (einschl. Drehungen, z.B. 6-Achsen-Roboter), wobei Positionsdaten des Messobjektes und/oder der Positioniereinheit bestimmt werden.

- Erfassung von Eigenschaften des Messobjektes mit der Messeinheit, wobei Messwerte bzw. Messdaten erzeugt werden.

- Erzeugung eines konsistenten Datensatzes in einem Verrechnungsmodul, der Positionsdaten und Messdaten enthält.

- Ausgabe des Datensatzes über eine digitale Schnittstelle.

- Steuerung der Messmaschine über dieselbe Schnittstelle.

- Diese Schnittstelle ist standardisiert, kann jedoch spezifische, frei definierbare bzw. parametrierbare Bereiche aufweisen.

- Diese spezifischen Bereiche könnten sowohl Daten für die Positioniereinheit als auch Daten für die Messeinheit aufweisen.

Eine beispielhafte Ausgestaltung der Messvorrichtung kann aufweisen:

- Eine Positioniereinheit, beispielsweise Linearachse, x-y-Tisch, Manipulator, Roboter o.ä. Vorrichtungen, mit der ein Objekt im Raum relativ zu einem anderen Objekt in eine ggf. vorgebbare Position gebracht werden kann.

- Eine Messeinheit, beispielsweise Messgerät, Sensor, Kamera, Scanner zur Erfassung geometrischer (z.B. Abstand, Position, Kontur, Geometrie, etc.), optischer (z.B. Farbe, Glanzgrad, Textur, etc.) oder sonstiger Eigenschaften (z.B. magnetische Eigenschaften, Rauheit, etc.) eines Messobjektes oder dessen Oberfläche.

Bei der Steuereinheit kann es sich um einen Rechner (z.B. Industrie-PC, Microcontroller, SPS) handeln, der zum einen die Steuerbefehle für ein Steuerungsmodul der Positioniereinheit vorgibt und zum anderen die Positionsdaten der Positioniereinheit mit den Messwerten bzw. Messdaten der Messeinheit zu einem konsistenten Datensatz verrechnet und somit ein Abbild des Messobjektes erzeugt.

Bei der Schnittstelle kann es sich in vorteilhafter Weise um eine digitale Schnittstelle mit einem standardisierten Protokoll (z.B. GenICam für Bildverarbeitung) handeln, die Verrechnungsmodul und Auswertemodul verbindet.

Es wird dabei darauf hingewiesen, dass unter dem Begriff „GenICam“ in Rahmen dieser Offenbarung die generische Programmierstelle für Kameras („Generic Interface for Cameras“) zu verstehen ist, die von der European Machine Vision Association (EMVA) betreut wird.

Die Nutzung von GenICam bietet die Möglichkeit, neben den im Standard definierten Einstellungen zusätzliche Parameter abzubilden. Dabei wird die Struktur für die Einbettung der zusätzlichen Parameter wiederum vom Standard vorgegeben. GenICam sieht dabei vor, dass der Server (in diesem Fall das Verrechnungsmodul) sein Verhalten über eine xml-Datei (die sogenannte GenICam.xml) beschreibt. In dieser Datei sind beispielsweise als frei definierbare Bereiche enthalten:

- Verbindliche Einträge, die jeder GenICam Server angeben muss o Versionsnummern o Gerätebezeichnung

- Optionale Standard-Einträge, die ein GenICam Server angeben kann o Sichtfeld o Belichtungszeit o Auflösung

GenICam bietet die Möglichkeit, dass neben den vorgenannten kameraspezifischen Parametern auch zusätzliche benutzerdefinierte Parameter über dieselbe Schnittstelle übertragen werden können, die für die Ansteuerung der Positioniereinheit genutzt werden können. Dazu können in der GenICam.xml benutzerdefinierte Merkmale, sog. Features, gemäß der Standard Features Naming Convention (SFNC) frei definiert werden. Für die Ansteuerung einer Positioniereinheit können dies beispielweise Parameter sein wie o Messgeschwindigkeit der Messeinheit o Positionier-Geschwindigkeiten o Achslimits o Beschleunigungsrampen

Gemäß dem Standard können Features zu Kategorien (Category) zusammengefasst werden. Es ist dann zweckmäßig, eine Kategorie z.B. für die Parameter zu bilden, die für die Positioniereinheit bestimmt sind.

Erfindungsgemäß ist also erkannt worden, dass in dem eigentlich für die Kamera- Ansteuerung vorgesehenen GemICam-Standard zusätzliche Features definiert werden können, die auch nicht-kameraspezifische (in diesem Fall spezifische Parameter der Positioniereinheit) übertragen werden können. Damit ist es möglich, ohne zusätzlichen Programmieraufwand eine standardisierte Schnittstelle (GenICam) zu verwenden, um sowohl eine Messeinheit als auch eine Positioniereinheit zu steuern.

In vorteilhafter Weise kann die Messeinheit eindimensionale (Punktsensor), zweidimensionale (Linienscanner) oder dreidimensionale (Kamera) Messwerte bzw. Messdaten erfassen. Des Weiteren könnte durch ein Verfahren (entlang vorgegebener Trajektorien) der Messeinheit bzw. des Messobjektes (lediglich eine Relativbewegung ist notwendig) mittels der Positioniereinheit ein mehrdimensionales Abbild des Messobjektes erzielt werden. Die Messwerte könnten in Abhängigkeit von der (relativen oder absoluten) Position erfasst werden und ein 2D oder 3D-Datensatz könnte erzeugt werden, der einem Bild oder einer Punktewolke (beides im Rahmen dieser Offenbarung als „Abbild“ bezeichnet) entspricht.

Der Begriff „Abbild“ ist im Rahmen dieser Offenbarung im allgemeinen Sinne zu verstehen, insbesondere kann ein Abbild auch Messwerte umfassen, die kein Bild im eigentlichen Sinne darstellen, sondern eine räumliche Anordnung von Messwerten wie z.B. eine Temperaturverteilung, Farbverteilung, etc.

Beispielsweise könnte mit einem punktförmig messenden Abstandssensor (z.B. Laser-Triangulationssensor) durch ein Abrastern der Oberfläche in zwei Achsen (x- und y-Achse) ein Bild der Oberfläche bzw. der Oberflächenkontur erzeugt werden.

Andere Beispiele für Messeinheiten und die damit erzeugbaren Abbilder können sein:

- über einen Temperatursensor wird die Verteilung der Oberflächentemperatur eines Messobjektes bestimmt,

- über einen konfokalen Sensor wird die Geometrie und/oder die Rauigkeit der Oberfläche eines Messobjektes bestimmt,

- über einen Farbsensor wird der Farbverlauf der Oberfläche eines Messobjektes bestimmt,

- über ein Verfahren eines Linienscanners in einer Achse wird ein Abbild der Oberfläche eines Messobjektes erzeugt,

- über eine Kamera wird unmittelbar ein Abbild der Oberfläche eines Messobjektes erzeugt,

- über einen oder mehrere Weg- bzw. Positionssensoren wird die Dicke eines Messobjektes bestimmt.

Bei größeren Messobjekten ist ggf. durch Abscannen ein Aneinanderreihen und Zusammenführen (stitching) von Einzelbildern erforderlich.

Die Position des Messobjektes im Raum relativ zu der Messeinheit ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren bekannt, da die Positioniereinheit entweder eine integrierte Positionsmessung enthält, oder mit externen Sensoren die Position bestimmt wird. Eine hohe Absolutgenauigkeit der Positioniereinheit ist nicht zwangsweise erforderlich. Es ist auch denkbar, dass ohne Positionsmessung ein Abbild erzeugt wird, wenn sich beispielsweise die Positioniereinheit gleichmäßig, d.h. mit gleicher Geschwindigkeit bewegt. In diesem Fall ist die Kenntnis des Startpunktes ausreichend. Der Startpunkt könnte auch ein Merkmal des Messobjektes sein (z.B. Kante), bei dessen Erfassung mit der Messeinheit ein Triggersignal erzeugt wird.

Wesentlich ist, dass das so erzeugte Abbild des Messobjektes über eine standardisierte Schnittstelle, wie sie beispielsweise in der Bildverarbeitung bekannt ist, an eine übergeordnete Auswerteeinheit zur weiteren Verarbeitung weitergegeben wird. Ein Bestandteil der Auswerteeinheit ist ein Auswertemodul, das an dem Abbild des Messobjektes die vom Benutzer gewünschten Auswerteoperationen durchführt. Dies kann beispielsweise die Auswertung bestimmter Geometrieeigenschaften des Messobjektes wie Formabweichung, Maßhaltigkeit oder Abmessung sein.

In vorteilhafter Weise kann die Positioniereinheit ein Steuerungsmodul aufweisen, so dass die Steuerung über das Steuermodul erfolgt. Dabei ist es denkbar, dass Steuersignale für den Antrieb (Motor, Linearantrieb) aus den über den frei definierbaren Bereich der Schnittstelle übertragenen Parametern in dem Verrechnungsmodul berechnet werden. Besonders vorteilhaft ist es, wenn neben den Parametern zur Ansteuerung auch Positionsdaten übertragen werden. Ein nachfolgendes Auswertemodul ist dann in der Lage, diese Daten auszulesen und zu verarbeiten (in beide Richtungen), sofern das Auswertemodul den Standard der standardisierten Schnittstelle unterstützt, beispielsweise den GenICam-Standard. So kann beispielsweise bereits im Steuerungsmodul eine Zuordnung der Messdaten zu den Positionsdaten erfolgen und somit ein Abbild des Messobjektes erzeugt werden. Dieses Abbild könnte dann über die standardisierte Schnittstelle an die Auswerteeinheit zur weiteren Auswertung an das Auswertemodul übertragen werden. Ganz analog könnten auch frei definierbare Bereiche einer Schnittstelle für Positioniereinheiten zur Parametrierung einer Messeinheit verwendet werden.

In besonders vorteilhafter Weise könnte die Messvorrichtung eine Steuereinheit zur Ansteuerung der Positioniereinheit aufweisen. In der Steuereinheit könnte das Verrechnungsmodul angeordnet sein. Die Vorverarbeitung der Daten könnte sodann bereits im Verrechnungsmodul der Messvorrichtung erfolgen. Weiterhin könnte in der Steuereinheit bereits eine Modellbildung stattfinden. Dies bedeutet, dass die Modellierung der Messvorrichtung durch den Hersteller bereits in der Steuereinheit vorgenommen werden könnte. Nach außen verhält sich dann die Messvorrichtung wie eine mit dem Standard kompatible Einheit mit vorrichtungsspezifischen Charakteristika. Die standardisierte Schnittstelle zu einer Auswerteeinheit bietet dann die Möglichkeit, marktübliche Auswerteeinheiten zu verwenden. Dies kann z.B. ein beliebiger Rechner sein, den der Anwender bereits besitzt oder erwirbt, auf dem dann als Auswertemodul eine Standard- Auswertesoftware (wie das bereits genannte Halcon) läuft. Im Beispiel von GenICam wirkt somit die Messvorrichtung selbst als GenICam-Server, der mit dem Standard kompatible Daten (Abbilder) an beliebige, mit dem Standard kompatible Auswertesoftware oder Auswerteeinheiten überträgt.

Es wird darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Merkmale aufweist, die eine verfahrensmäßige Ausprägung beinhalten können. Diese Merkmale und die dadurch erzielten Vorteile können ausdrücklich Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sein.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den Ansprüchen 1 und 9 nachgeordneten Ansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend Funktionseinheiten gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend erfindungsgemäße Funktionseinheiten,

Fig. 4 in einer schematischen Darstellung das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 umfassend ein weiteres Ausführungsbeispiel erfindungsgemäßer Funktionseinheiten, und Fig. 5 in einer schematischen Darstellung den Aufbau des xml-File im GenICam-Standard.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur messtechnischen Erfassung von Eigenschaften eines Messobjektes 9. Die Vorrichtung weist eine Messvorrichtung 1 und eine Auswerteeinheit 2 auf. Die Messvorrichtung 1 enthält eine Messeinheit 3 und eine Positioniereinheit 4 in Form eines x-y-Tisches, in der ein erster Linearschlitten 5 in x-Richtung 6 (symbolisiert durch den Doppelpfeil) bewegbar ist und ein zweiter Linearschlitten 7 in y-Richtung 8 (symbolisiert durch den Doppelpfeil) bewegbar ist. Damit kann ein Messobjekt 9 in zwei Achsen x, y, jeweils relativ zu der Messeinheit 3 positioniert werden. Die Messeinheit 3 ist über eine geeignete Halterung 10 oberhalb des x-y-Tisches angebracht. Wenn die Messeinheit 3 beispielsweise ein Laser-Triangulationssensor mit punktförmiger Messauswertung ist, kann damit das Messobjekt 9 abgerastert und dessen Oberfläche vermessen werden. Im Beispiel ist dies ein Metallzylinder mit einer Bohrung in der Mitte. Gesteuert wird die Messvorrichtung 1 über die Auswerteeinheit 2, die mit einer ersten Schnittstelle 11 für die Messeinheit 2 und einer zweiten Schnittstelle 12 für die Positioniereinheit 4 mit der Messvorrichtung 1 verbunden ist (Schnittstellen 11 , 12 nur schematisch dargestellt).

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung aus Fig. 1 in schematischer Darstellung, umfassend Funktionseinheiten gemäß dem Stand der Technik. Im Stand der Technik besteht die Schnittstelle zwischen Messvorrichtung 1 und Auswerteeinheit 2 aus zwei getrennten Schnittstellen 11 , 12. Eine Schnittstelle 11 verbindet die Messeinheit 3 mit der Auswerteeinheit 2, die andere Schnittstelle 12 den x-y-Tisch 4 mit der Auswerteeinheit 2. Üblicherweise wird für die erste Schnittstelle 11 eine in der Messtechnik geläufige Schnittstelle eingesetzt. Für Messeinheiten 3, die im weitesten Sinne eine Bildverarbeitung darstellen, ist dies z.B. GenICam. Die zweite Schnittstelle 12 ist in der Regel eine Schnittstelle, wie sie in der Automatisierungstechnik verwendet wird, um die Achsen des x-y-Tisches anzusteuern, beispielsweise ProfiBus. Zur Ansteuerung der Linearachsen enthält die Positioniereinheit 4 ein Steuerungsmodul 13. Das Messobjekt 9 wird mit der Positioniereinheit 4 geführt (symbolisch dargestellt durch Linie 14) und relativ zur Messeinheit 3 positioniert. Die Messeinheit 3 erfasst Messwerte bzw. Messdaten des Messobjektes 9 (symbolisch dargestellt durch Pfeil 15), die in einem Verrechnungsmodul 16 mit den Positionsdaten aus der Positioniereinheit 4 verrechnet werden, so dass ein Abbild des Messobjektes erzeugt wird. Das Abbild ist im Beispiel aus Figur 1 die Geometrie des Metallzylinders in Form eines 3D- Datensatzes. Das Verrechnungsmodul 16 ist dabei ein Bestandteil der Auswerteeinheit 2. Weiterhin enthält die Auswerteeinheit 2 ein Auswertemodul 17. Das Auswertemodul 17 ist mit dem Verrechnungsmodul 16 über eine proprietäre Schnittstelle 18 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführung der Vorrichtung aus Figur 2. Anstelle einer proprietären Schnittstelle 18 wird eine standardisierte Schnittstelle 19 verwendet, die sowohl Daten für die Messeinheit 3 als auch Daten für die Positioniereinheit 4 zwischen Verrechnungsmodul 16 und Auswertemodul 17 überträgt. Durch die Verwendung der standardisierten Schnittstelle 19 ist es möglich, als Auswertemodul 17 eine mit dem Standard kompatible Auswertesoftware zu verwenden.

Fig. 4 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführung mit einer Messvorrichtung 1 , die eine Steuereinheit 20 mit einem Verrechnungsmodul 16 enthält. Die Vorverarbeitung der Daten der Messeinheit (Messwerte, Parameter) und der Positioniereinheit (Positionsdaten, Parameter) erfolgt in dem Verrechnungsmodul 16 der Steuereinheit 20. Als Schnittstelle zwischen Steuereinheit 20 und Auswerteeinheit 2 dient eine standardisierte Schnittstelle 19. Die Steuereinheit 20 steuert dabei die Linearachsen 5, 7 (in der Figur nicht gezeigt) an, die das Messobjekt 9 relativ zur Messeinheit 3 positionieren. Gleichzeitig erhält die Steuereinheit 20 die Messdaten aus der Messeinheit 3 und verknüpft diese im Verrechnungsmodul 16 mit den Positionsdaten zu einem Abbild des Messobjektes. Das Abbild wir dann über die standardisierte Schnittstelle 19 an die Auswerteeinheit 2 übertragen, wo es im Auswertemodul 17 weiterverarbeitet und ausgewertet wird.

Fig. 5 zeigt schließlich in sehr schematischer Darstellung den Aufbau der xml- Datei 21 gemäß dem GenICam-Standard. In der xml-Datei 21 sind Features 22 definiert, die benutzer- oder anwendungsspezifische Parameter definieren. Dabei sind Features 1 , 2, 3 der Positioniereinheit in einer Kategorie 23 zusammengefasst.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lehre wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Bezugszeichenliste

1 Messvorrichtung

2 Auswerteeinheit

3 Messeinheit

4 Positioniereinheit

5 Linearschlitten

6 x-Richtung

7 Linearschlitten

8 y-Richtung

9 Messobjekt 0 Halterung 1 Schnittstelle (Messeinheit - Auswerteeinheit) 2 Schnittstelle (Positioniereinheit - Auswerteeinheit) 3 Steuerungsmodul 4 Führung (Messobjekt) 5 Messdaten 6 Verrechnungsmodul 7 Auswertemodul 8 proprietäre Schnittstelle 9 standardisierte Schnittstelle 0 Steuereinheit 1 xml-Datei 2 Features 3 Kategorie