[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einzelpunktantastung eines Werkstücks mittels eines Sensors, insbesondere eines taktilen Sensors, eines Koordinatenmessgeräts. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Koordinatenmessgerät zur Einzelpunktantastung eines Werkstücks.

[0002] Koordinatenmessgeräte sind im Stand der Technik weit verbreitet. Ein Koordinatenmessgerät ist eine Maschine mit einem Messkopf, der relativ zu einem Messobjekt in einem Messvolumen verfahren werden kann. Der Messkopf wird in eine definierte Position relativ zu einem Messpunkt an dem Messobjekt gebracht. Bei taktilen Koordinatenmessgeräten wird der Messpunkt beispielsweise mit einem am Messkopf angeordneten Taststift angetastet. Anschließend lassen sich Raumkoordinaten des Messpunktes anhand der bekannten Stellung des Messkopfes im Messvolumen bestim-

men. Wenn man an einem Messobjekt die Raumkoordinaten von mehreren definierten Messpunkten bestimmt, lassen sich außerdem geometrische Abmessungen oder sogar die Raumform des Messobjektes bestimmen. Sie dienen dazu, beispielsweise im Rahmen einer Qualitätssicherung Werkstücke zu überprüfen oder die Geometrie eines Werkstücks vollständig im Rahmen eines sogenannten "Reverse Engineering" zu ermitteln. Darüber hinaus sind vielfältige weitere Anwendungsmöglichkeiten denkbar.

[0003] In derartigen Koordinatenmessgeräten können verschiedene Arten von Sensoren zur Anwendung kommen, um die Koordinaten eines zu vermessenden Werkstücks zu erfassen. Beispielsweise sind hierzu taktil messende Sensoren bekannt, wie sie beispielsweise von der Anmelderin unter der Produktbezeichnung "VAST", "VAST XT" oder "VAST XXT" vertrieben werden. Hierbei wird die Oberfläche des zu vermessenden Werkstücks mit einem Taststift angetastet, dessen Koordinaten im Messraum ständig bekannt sind. Dieses Antasten kann im Rahmen einer Einzelpunktantastung erfolgen, bei der jeder zu vermessende Punkt an dem Werkstück einzeln angefahren wird. Der Taststift wird für jeden Einzelpunkt in Kontakt mit dem Werkstück gebracht und anschließend wieder von dem Werkstück abgehoben. Ein derartiger Taststift kann in Kontakt mit dem Werkstück verbleibend entlang der Oberfläche eines Werkstücks bewegt werden, so dass in einem solchen Messvorgang im Rahmen eines sogenannten "Scanning-Verfahrens" eine Vielzahl von Messpunkten in festgelegten zeitlichen Abständen erfasst werden kann.

[0004] Darüber hinaus ist es bekannt, optische Sensoren einzusetzen, die ein berührungsloses Erfassen der Koordinaten eines Werkstücks ermöglichen. Ein Beispiel für einen derartigen optischen Sensor ist der unter der Produktbezeichnung "ViScan" von der Anmelderin vertriebene optische Sensor.

[0005] Die Sensoren können auch in verschiedenen Arten von gemischten tak- tilen und optischen Messaufbauten verwendet werden. Lediglich ein Beispiel für einen solchen Messaufbau ist das Produkt "O-INSPECT" der Anmelderin. Bei einem derartigen Gerät finden sowohl ein optischer Sensor als auch ein taktiler Sensor Anwendung, um verschiedene Prüfaufgaben an einer Maschine und idealerweise mit einer einzigen Aufspannung eines zu vermessenden Werkstücks durchzuführen. Auf diese Weise lassen sich auf einfache Weise viele Prüfaufgaben beispielsweise in der Medizintechnik, der Kunststofftechnik, der Elektronik und der Feinmechanik durchführen. Selbstverständlich sind darüber hinaus auch verschiedene andere Aufbauten denkbar.

[0006] Klassischerweise ist der Sensorkopf mit einer Trägerstruktur bzw. Maschinengestell verbunden, welches das Sensorsystem stützt und bewegt. Im Stand der Technik sind verschiedene Trägerstrukturen bekannt, beispielsweise Portalsysteme, Ständer-, Horizontalarm- und Armsysteme, alle Arten von Robotersystemen und letztlich geschlossene CT-Systeme bei mit Röntgenstrahlen arbeitenden Sensorsystemen. Die Trägerstrukturen können dabei des Weiteren Systemkomponenten aufweisen, die ein möglichst flexibles Positionieren des Sensorkopfs ermöglichen. Ein Beispiel hierfür ist das unter der Bezeichnung "RDS" vertriebene Dreh-Schwenk-Gelenk der Anmelderin. Darüber hinaus können verschiedene Adapter vorgesehen sein, um die unterschiedlichen Systemkomponenten der Trägerstruktur untereinander und mit dem Sensorsystem zu verbinden.

[0007] Koordinatenmessgeräte besitzen einen verfahrbaren Sensorkopf. Bei einem Koordinatenmessgerät, das nachfolgend exemplarisch zugrunde gelegt wird, ist der Kopf häufig am unteren freien Ende einer vertikal angeordneten Pinole befestigt. Die Pinole ist verfahrbar, so dass der Messkopf senkrecht zu einem Messtisch verfahren werden kann. Der Messtisch dient zur Aufnahme eines Messobjekts. Die Pinole ist ihrerseits in einem Schlitten an einem Querträger eines Portals angeordnet, und sie kann an dem Querträger in einer ersten Horizontalrichtung mittels eines Schlittens verfahren werden. Das Portal kann zusammen mit der Pinole in einer zweiten Horizontalrichtung verfahren werden, so dass der Messkopf insgesamt in drei zueinander senkrechten Raumrichtungen verfahren werden kann. Dabei bilden die Pinole, der Schlitten und das Portal ein Maschinengestell. Beispiele für solche Maschinengestelle weisen etwa die unter den Bezeichnungen„PRISMO",„ACCURA" oder„CenterMax" von der Anmelderin vertriebenen Typen von Koordinatenmessgeräten auf. Die maximalen Verfahrwege des Messkopfes entlang der drei Bewegungsrichtungen bestimmen einen Messraum, innerhalb dessen Raumkoordinaten an einem Messobjekt bestimmt werden können.

[0008] In Koordinatenmessgeräten, die beispielsweise im Rahmen einer Qualitätssicherung eingesetzt werden, ist häufig die zur Vermessung eines Werkstücks benö- tigte Zeitdauer oder Messzeit ein wichtiger Parameter. Bei einer Vielzahl von zu überprüfenden Werkstücken kann bereits einer auch nur Bruchteile von Sekunden längeren Messzeit ein großer Nachteil zukommen. Insofern ist man bemüht, die Messungen möglichst schnell durchzuführen bzw. die Messzeit gering zu halten. Die Geschwindigkeit einer Messung steht jedoch in der Regel in Abhängigkeit von der Genauigkeit der Messung. Selbstverständlich unterliegen bestimmte Messungen Genauigkeitsanforderungen, die streng einzuhalten sind. In der Regel erfordert eine Messung mit höherer Genauigkeit einen längeren Zeitraum und umgekehrt.

[0009] Im Stand der Technik hat es daher Überlegungen gegeben, die zur Vermessung eines Werkstücks notwendige Zeitdauer mit den Genauigkeitsanforderungen in Einklang zu bringen.

[0010] So zeigen die Druckschriften DE 296 03 273 U1 und DE 295 04 239 U1 jeweils ein Koordinatenmessgerät mit einem messenden Tastkopf zur Abtastung der zu vermessenden Werkstückoberfläche, motorischen Antrieben, für die beweglichen Messschlitten des Koordinatenmessgeräts, mittels derer der Tastkopf geführt ist, einer Steuerelektronik, die mit den Antrieben verbunden ist, einem Rechner mit Bildschirm sowie Eingabe- und Ausgabemitteln zu Bedienung des Koordinatenmessgeräts und für die Auswertung der Messergebnisse, wobei die Steuerung das Einstellen unterschiedlicher Steuerungsparameter, insbesondere das Einstellen unterschiedlicher Messgeschwindigkeiten der Antriebe erlaubt, wobei die Eingabemittel für das Auswählen unterschiedlicher Messaufgaben hergerichtet sind und wobei der Rechner einen Speicher enthält, in dem zu wählbaren Messaufgaben passende Steuerungsparameter abgelegt sind.

[0011] Des Weiteren schlägt die Druckschrift WO 88/09915 A1 ein Verfahren zum Vermessen nominell identischer Werkstücke mittels eines Koordinatenmessgeräts vor. Um das Vermessen der meisten der Werkstücke mit schneller Geschwindigkeit zu ermöglichen und die dadurch hervorgerufenen Fehler zu kompensieren, soll ein Werkstück bei geringer Geschwindigkeit vermessen werden. Für dieses Werkstück wird eine Reihe von Fehlerwerten berechnet für die Unterschiede zwischen dem langsamen und dem schnellen Messen. Darauffolgende schnelle Messungen von aufeinanderfolgenden Werkstücken werden dann unter Verwendung dieser Fehlerwerte korrigiert. [0012] Es fehlt jedoch für Einzelpunktmessungen mittels Sensoren, insbesondere mittels taktiler Sensoren oder auch mittels optischer Sensoren, der sogenannten Einzelpunktantastung, nach wie vor an verlässlichen Verfahren und an Koordinatenmess- geräten, die unter Berücksichtigung vorgegebener Genauigkeitsanforderungen optimiert, insbesondere hinsichtlich einer möglichst geringen Zeitdauer bzw. Messzeit optimiert Einzelpunktmessungen durchführen.

[0013] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend benannten Nachteile zu beseitigen, und ein Verfahren und ein Koordinatenmessgerät zur Einzelpunktantastung mittels Sensoren, insbesondere ein taktiler Sensoren bereitzustellen, das unterschiedliche Genauigkeitsanforderungen handhaben kann.

[0014] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher ein Verfahren zur Einzelpunktantastung eines Werkstücks mittels eines Sensors, insbesondere eines taktilen Sensors, eines Koordinatenmessgeräts bereitgestellt, das die Schritte des Bereitstellens einer eine geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung repräsentierenden und/oder eine geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung zumindest mittelbar repräsentierenden Größe, des Bereitstellens eines Parameterdatensatzes, wobei der Parameterdatensatz Vorgaben für das Regeln und/oder Auswerten der Einzelpunktantastung mit der geforderten Genauigkeit aufweist, und des Durchführens der Einzelpunktantastung des Werkstücks, wobei das Koordinatenmessgerät basierend auf dem bereitgestellten Parameterdatensatz geregelt und/oder eine Auswertung basierend auf dem bereitgestellten Parameterdatensatz durchgeführt wird, aufweist.

[0015] Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Koordinatenmessgerät zur Einzelpunktantastung eines Werkstücks mit einem Sensor, insbesondere einem taktilen Sensor, einer Trägerstruktur zum Halten des Sensors, und Bewegen des Sensors, innerhalb eines Messraums des Koordinatenmessgeräts, einer Regelungseinrichtung zum Regeln einer Einzelpunktantastung des Werkstücks mittels des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, anhand eines Parameterdatensatzes, wobei der Parameterdatensatz Vorgaben für das Regeln und/oder Auswerten der Einzelpunktantastung mit einer geforderten Genauigkeit aufweist, einer Eingabeeinrichtung zum Eingeben einer die geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung repräsentierenden und/oder die gefor- derte Genauigkeit der Einzelpunktantastung zumindest mittelbar repräsentierenden Größe und mit einer Datenverarbeitungseinrichtung bereitgestellt, die den Parameterdatensatz abhängig von der die geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung repräsentierenden Größe bereitstellt. Die Datenverarbeitungseinrichtung kann des Weiteren zum Auswerten der Einzelpunktantastung vorgesehen sein. Insbesondere ist die Datenverarbeitungseinrichtung zum Auswerten der Einzelpunktantastung ausgebildet und eingerichtet.

[0016] Auf diese Weise wird es möglich, eine Einzelpunktantastung durch An- wahl einer gewünschten Genauigkeit bereitzustellen. Es wird quasi eine "angepasste Einzelpunktmessung" durchgeführt. Insbesondere kann vorgesehen sein, die geforderte Genauigkeit durch Eingabe in Form eines vielfachen der volumetrischen Längenmessab- weichung, MPE-E, bereitzustellen. Die Begrifflichkeiten und Tests zum Verifizieren dieser Größe für Koordinatenmessgeräte angewendet für Längenmessungen sind beispielsweise in der DIN EN ISO 10360-2:2010-06 erläutert und dem Durchschnittsfachmann grundsätzlich bekannt.

[0017] Besonders vorteilhaft kann es sein, die Messgenauigkeit nicht grundsätzlich für alle Einzelpunktantastungen gleich festzulegen, sondern jedem Einzelpunkt eine individuelle geforderte Genauigkeit mitzugeben und so jedes Merkmal am Werkstück entsprechend der individuellen Toleranzgrenzen mit der optimalen oder schnellstmöglichen Geschwindigkeit zu messen.

[0018] Der Begriff„Einzelpunktantastung" bezieht sich dabei nicht ausschließlich auf eine mechanische Einzelpunktantastung. Es kann sich um eine mechanische oder optische Einzelpunktantastung handeln. Der Begriff„Einzelpunktantastung" kann etwa auch durch„Einzelpunktmessung" oder„Einzelpunkterfassung" ersetzt werden. Vorzugsweise ist der Sensor ein taktiler Sensor. Es kann aber auch ein optischer Sensor vorgesehen sein. Der optische Sensor kann derart ausgestaltet sein, dass zwar eine mechanische Einzelpunktantastung des Werkstücks erfolgt, beispielsweise mittels eines Taststifts oder eines anderen Tastelements, der Ort dieser mechanischen Antastung aber mittels eines optischen Sensors erfasst wird. Es kann aber auch ein optischer bzw. rein optischer Sensor vorgesehen sein, der eine optische Einzelpunktantastung am Werkstück vornimmt, beispielsweise mitteis eines Triangulationsverfahrens. [0019] Wählt der Nutzer nun eine geringere Genauigkeit bzw. ein toleriertes Vielfaches des MPE-E aus, kann eine Messzeitreduzierung bei einer Einzelpunktantastung erreicht werden. Dies wiederum führt zu einem höheren Teiledurchsatz pro Stunde und macht das Koordinatenmessgerät damit noch effektiver. Damit bei den Einzelpunktmessungen bzw. Einzelpunktantastungen mit unterschiedlichen Genauigkeitsvorgaben bzw. unterschiedlich eingestellten Vielfachen des MPE-E der Messvorgang nachvollziehbar bleibt, ist insbesondere die geforderte Genauigkeit in einem Protokoll der Messung zu hinterlegen. Erste Untersuchungen haben gezeigt, dass beispielsweise eine Erhöhung des MPE-E um den Faktor 2 bzw. die entsprechende geringere geforderte Genauigkeit eine Messzeitreduzierung um etwa 25 % erreichen kann.

[0020] Die eingangs gestellte Aufgabe wird daher vollkommen gelöst.

[0021] In einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Bereitstellen der die geforderte Genauigkeit repräsentierenden Größe erfolgt, indem die geforderte Genauigkeit mittels einer Eingabeeinrichtung des Koordinatenmessgeräts eingegeben wird.

[0022] Grundsätzlich kann, wie eingangs erläutert, die geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung über eine die geforderte Genauigkeit zumindest mittelbar repräsentierende Größe bereitgestellt werden. Die Größe kann somit direkt die Genauigkeit spezifizieren, aber auch eine andere Größe sein, aus der sich die Genauigkeit ergibt bzw. ableiten lässt. Diese geforderte Genauigkeit kann mittels einer Eingabeeinrichtung des Koordinatenmessgeräts eingegeben werden. Entsprechend kann beispielsweise eine Bedienoberfläche des Koordinatenmessgeräts derart ausgestaltet sein, dass dem Nutzer die Möglichkeit gegeben wird, die geforderte Genauigkeit für eine bestimmte Einzelpunktantastung vorzugeben. Hier kann er beispielsweise, wie im Folgenden noch erläutert wird, ein Vielfaches des volumetrischen Längenmessfehlers vorgeben. Ein größerer tolerierter Fehler bedeutet eine geringere Genauigkeit. Die Eingabeeinrichtung kann dabei mittels üblicher Eingabemittel ausgestaltet sein, wie beispielsweise Tastaturen, Mauseingabegeräten, Trackballs usw. Auch Touchscreens oder Spracheingaben sind denkbar. Grundsätzlich kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Bereitstellen der geforderten Genauigkeit auf anderem Wege erfolgt. Beispielsweise kann die geforderte Genauigkeit in Form einer Datei bzw. eines Datensatzes, der mit einem entsprechenden Werkstück verknüpft ist, an das Koordinatenmessgerät übermittelt werden. Dazu kann dieses beispielsweise mit einem drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerk verbunden sein. Die geforderte Genauigkeit kann auch automatisiert bestimmt werden, etwa basierend auf CAD-Daten des Werkstücks und/oder einer Messaufgabe.

[0023] In einer Ausgestaltung kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die geforderte Genauigkeit repräsentierende Größe eine die Genauigkeit des Koordinatenmess- geräts spezifizierende Kenngröße ist. Auf diese Weise kann die geforderte Genauigkeit direkt in Form einer Genauigkeit eingegeben werden.

[0024] Beispielsweise kann in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen sein, dass die Größe ein Vielfaches des maximal zulässigen Fehlers bei einer Längenmessung, kurz MPE-E ist. Dieser wird auch als volumetrischer Längenmessfehler bezeichnet. MPE steht dabei für "Maximum Permissible Error". Der Zusatz "-E" gibt dabei den volumetri- schen Längenmessfehler an. Des Weiteren existiert beispielsweise die volumetrische Antastabweichung MPE-P. Des Weiteren gibt es beispielsweise die Mehrfachtaster- Antastabweichung MF, MS oder ML.

[0025] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Größe eine die geforderte Genauigkeit mittelbar spezifizierenden Größe ist, und wobei die geforderte Genauigkeit aus der die geforderte Genauigkeit mittelbar spezifizierenden Größe bestimmt wird. Insbesondere kann die die geforderte Genauigkeit mittelbar spezifizierende Größe eine Lage des anzutastenden Punktes an dem Werkstück sein oder beispielsweise eine Messaufgabe sein. Eine solche Messaufgabe kann beispielsweise das Vermessen einer Länge, eines Durchmessers oder einer Tiefe, eines Kreises bzw. einer Bohrung, einer Dimension oder beispielsweise einer Form des Werkstücks sein. Die Messaufgaben setzen sich aus mehreren Einzelpunktantastungen zusammen, so dass eine oder mehrere ausgewählte Einzelpunktantastungen gegebenenfalls mit geringerer Genauigkeit durchgeführt werden kann. Auch die Lage eines Punktes auf dem Werkstück kann andere Genauigkeitsanforderungen mit sich bringen. Beispielsweise können verschiedene Punkte an einem Werkstück mit unterschiedlichen Genauigkeiten angetastet werden. [0026] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass ein Bereitstellungsbereich vorbestimmt ist, innerhalb dessen die geforderte Genauigkeit bereitstellbar ist. Insbesondere kann der Bereitstellungsbereich abhängig von einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts und/oder einem Typ des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, bereitgestellt sein.

[0027] Durch diesen Bereitstellungsbereich kann eingegrenzt werden, innerhalb welcher Genauigkeiten gearbeitet werden kann. Dies kann abhängig von der verwendeten Trägerstruktur, beispielsweise einem Portalaufbau, einem Horizontalarm usw., oder aber abhängig von dem Typ des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, sein, beispielsweise ob es sich um einen Einfach-Taster, der lediglich einen einzigen Taststift und eine einzige Tastkugel aufweist oder aber um einen Mehrfachtaster handelt. Unter Umständen kann es der Fall sein, dass innerhalb zu geringer Genauigkeitsanforderungen mit bestimmten Trägerstrukturen und/oder Typen des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, keinerlei sinnvolle Messergebnisse mehr erzielt werden können. Dies kann mittels eines vorbestimmten Bereitstellungsbereichs vermieden werden.

[0028] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Parameterdatensatz für eine geringste Zeitdauer der Einzelpunktantastung mit der geforderten Genauigkeit bereitgestellt ist.

[0029] Der Parameterdatensatz ist daher so optimiert, dass mit der geforderten Genauigkeit die Zeitdauer für die Einzelpunktantastung minimiert ist. Dies geschieht in der Regel unter Ausnutzung der geforderten Genauigkeit. Dann ermöglicht eine geringere geforderte Genauigkeit bzw. ein größerer erlaubter Messfehler beispielsweise höhere Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen, so dass die gesamte Zeitdauer für eine Einzelpunktantastung herabgesetzt werden kann.

[0030] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Parameterdatensatz abhängig von einem Produkttyp und/oder eines Typs einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts bereitgestellt wird. [0031] Ein Produkttyp des Koordinatenmessgeräts kann beispielsweise die Produktbaureihe spezifizieren, etwa "Accura", "Prismo" oder "CenterMax". Alternativ oder kumulativ kann des Weiteren der Parameterdatensatz abhängig von einem Typ einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts, also beispielsweise Portalaufbau, Horizontalarm, Tischaufbau usw., bereitgestellt werden. Der Typ einer Trägerstruktur kann natürlich mit dem Produkttyp des Koordinatenmessgeräts einhergehen. Es versteht sich, dass unterschiedliche Trägerstrukturen unterschiedliche Parameter, beispielsweise hinsichtlich erlaubter Geschwindigkeiten und erlaubter Beschleunigungen bei einer Bewegung des Tastkopfs, voraussetzen, um die geforderte Genauigkeit einzuhalten. Folglich können Parameterdatensätze abhängig von einem Produkttyp und/oder eines Typs einer Trägerstruktur des Koordinatenmessgeräts vorgehalten werden.

[0032] In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Parameterdatensatz abhängig von einer Baugröße des Koordinatenmessgeräts und/oder den Dimensionen eines Messraums des Koordinatenmessgeräts bereitgestellt wird.

[0033] In der Regel ermöglichen Koordinatenmessgeräte mit geringerer Baugröße und damit einhergehend einem geringeren Messraum höhere Genauigkeiten. Dies liegt insbesondere daran, dass die Trägerstruktur weniger Deformationen unterliegt. Folglich erfordern auch hier unterschiedliche Baugrößen bzw. Dimensionen eines Messraums des Koordinatenmessgeräts unterschiedliche Parameterdatensätze bzw. ange- passte Parameterdatensätze, so dass diese abhängig von Baugröße und/oder Dimension eines Messraums bereitgestellt sein können.

[0034] In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Parameterdatensatz eine Geschwindigkeit und/oder eine Beschleunigung einer Bewegung des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, des Koordinatenmessgerätes aufweist.

[0035] Insbesondere diese Parameter der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung können eine Zeitdauer zur Durchführung einer Einzelpunktantastung wesentlich herabsetzen. Insbesondere kann somit vorgesehen sein, dass der Parametersatz beispielsweise Grenzwerte für eine maximal erlaubte Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung aufweist, die das Koordinatenmessgerät dann im Rahmen der Einzelpunktantastung ausnutzen kann.

[0036] In einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass der Parameterdatensatz zumindest einen Antastparameter für den taktilen Sensor aufweist. Der Antastparameter kann ein Antastsuchweg, eine Antastgeschwindigkeit, eine Beschleunigung bei der Antastung, ein Abtastweg für einen messenden taktilen Sensor und/oder ein Abtastweg für einen schaltenden taktilen Sensor sein. Der Begriff "Abtastweg" bezeichnet dabei den Weg, den der Sensor, insbesondere der taktile Sensor, abfährt, wenn die Antastung und Messdatenerfassung abgeschlossen ist, insbesondere bei einer manuell gesteuerten Antastung. Weitere mögliche Antastparameter sind beispielsweise eine Geschwindigkeit bei der Antastung, eine Messkraftbeaufschlagung bei der Antastung, eine Beschleunigung bei dem Durchfahren des Abtastwegs und/oder eine Geschwindigkeit bei dem Durchfahren des Abtastwegs.

[0037] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Sensor, insbesondere der taktile Sensor, ein messender Sensor, insbesondere ein messender taktiler Sensor, ist, wobei jeder Einzelpunkt einer Antastung mittels einer gleitenden Mittelwertbiidung über einen Antastzeitraum bestimmt wird, und wobei der Parameterdatensatz zumindest einen Parameter der gleitenden Mittelwertbildung aufweist, insbesondere wobei der zumindest eine Parameter der gleitenden Mittelwertbildung eine Dauer des Antastzeitraums, eine Gewichtung der während des Antastzeitraums erfassten Messwerte und/oder eine Genauigkeit der gleitenden Mittelwertbildung ist. Die Gewichtung kann linear oder exponentiell sein. Insbesondere können aktuellere Messwerte stärker gewichtet werden. Die mathematischen Grundlagen der "gleitenden Mittelwertbildung" bzw. des "gleitenden Durchschnitts" sind dem Durchschnittsfachmann bekannt. Hinsichtlich der Genauigkeit bzw. der gewünschten Genauigkeit des gleitenden Mittelwerts kann beispielsweise solange gern ittelt werden, bis der Mittelwert sich innerhalb einer einstellbaren Zeit sich nur noch um einen einstellbaren Wert ändert, d.h. erst wenn sich der gleitende Mittelwert innerhalb des eingestellten„Fensters" befindet, wird die Mittelung angehalten und der letzte Mittelwert wird als Messwert ausgegeben. Diese Fenstereinstellung kann eine einfache Art sein, um bei größeren zulässigen Toleranzen Zeit zu sparen. [0038] Bei messenden taktilen Sensoren wird im Rahmen einer Einzelpunktantastung ein einzelner Messpunkt über einen bestimmten Zeitraum angetastet. Der messende Sensor, insbesondere der messende taktile Sensor, nimmt mit bestimmter Frequenz Messwerte auf. Die gleitende Mittelwertbildung berücksichtigt entsprechend eine bestimmte Anzahl n von zurückliegenden Messwerten bei der Bildung eines Mittelwerts. Ein neu ermittelter Messwert wird stets hinzugefügt und der jeweils älteste Messwert aus der Mittelwertbildung eliminiert. Der messende Sensor, insbesondere der messende taktile Sensor, wird dabei über einen gewissen Antastzeitraum in Kontakt mit dem zu vermessenden Punkt belassen, bis der Mittelwert sich nur noch in sehr geringem Rahmen ändert. Dieser Rahmen kann beispielsweise in Form einer Prozentangabe des vorherigen gleitenden Mittelwertes ausgedrückt werden. Eine Beschleunigung des gesamten Messvorgangs bei verringerter Genauigkeit kann beispielsweise durch eine grundsätzliche Reduzierung des Antastzeitraums erzielt werden. Es kann aber beispielsweise auch die Gewichtung der Messwerte geändert werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, eine Angabe hinsichtlich der Änderung des Mittelwerts abzuändern, ab der das System als "eingeschwungen" und der Mittelwert als beständig angesehen wird.

[0039] In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass eine Kalibrierung des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, und/oder eines Taststifts eines taktilen Sensors vor dem Schritt des Bereitstellen einer die geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung zumindest mittelbar repräsentierenden Größe erfolgt, und wobei die Kalibrierung mit einem Kalibrierungs-Parameterdatensatz durchgeführt wird, der eine beste Genauigkeit des Koordinatenmessgeräts, insbesondere eine einfache MPE-E, bereitstellt, und insbesondere wobei eine in der Kalibrierung bestimmte Biegesteifigkeit eines Taststift eines taktilen Sensors bei der Durchführung der Einzelpunktantastung und/oder einer Auswertung der Einzelpunktantastung verwendet wird.

[0040] Auf diese Weise kann zunächst eine Kalibrierung des Koordinatenmessgeräts mit sehr hoher Genauigkeit vorgenommen werden, um möglichst verlässliche Kalibrierungswerte, beispielsweise Steifigkeitsmatrizen oder -tensoren zu ermitteln. Diese mit hoher Genauigkeit gewonnenen Kalibrierungsdaten können dann anschließend herangezogen werden, wenn eine Einzelpunktantastung bzw. die Einzelpunktantastungen mit geringerer Genauigkeit gefahren werden. [0041] In allen Ausgestaltungen des Verfahrens und/oder in allen Ausgestaltungen des Koordinatenmessgeräts kann vorgesehen sein, dass der Sensor ein taktiler Sensor ist. Der taktile Sensor kann ein schaltender taktiler Sensor oder ein messender taktiler Sensor sein. Es kann auch ein optischer Sensor oder ein beliebiger Sensor zur Einzelpunktantastung vorgesehen sein. Dabei kann ein optischer Sensor derart ausgestaltet sein, dass zwar eine mechanische Einzelpunktantastung des Werkstücks erfolgt, beispielsweise mittels eines Taststifts oder eines anderen Tastelements, der Ort dieser mechanischen Antastung aber mittels eines optischen Sensors erfasst wird. Es kann aber auch ein optischer bzw. rein optischer Sensor vorgesehen sein, der eine optische Einzelpunktantastung am Werkstück vornimmt, beispielsweise mittels eines Triangulationsverfahrens.

[0042] Das Verfahren und/oder das Koordinatenmessgerät kann mit messenden Sensor oder einem schaltenden Sensor betrieben werden.

[0043] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0044] Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der Komponenten einer Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts und der Kommunikation zwischen diesen,

Fig. 3 eine Ausführungsform eines Verfahrens,

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens und Fig. 5 noch eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens.

[0045] Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts 10. Das Koordinatenmessgerät 10 dient zum Vermessen eines Werkstücks 12. Das Werkstück 12 ist auf einer Grundplatte 14 des Koordinatenmessgeräts 10 angeordnet. Die Grundplatte kann beispielsweise aus Granit ausgebildet sein. Zum Vermessen des Werkstücks 12 dient ein Sensor 16, insbesondere ein taktiler Sensor. In der dargestellten Ausführungsform ist der Sensor ein taktiler Sensor 16, der einen Taststift 18 mit einer Tastkugel 20 aufweist. Grundsätzlich kann der taktile Sensor 16 jedoch auch einen Mehrfach-Taster aufweisen, der mehrere Tastelemente, beispielsweise mehrere Tastkugeln, aufweist, die in einem bestimmten Winkelverhältnis zueinander angeordnet sind, beispielsweise jeweils 90 Grad. Eine solche "Tannenbaumanordnung" ist dem Durchschnittsfachmann allgemein bekannt. Auch andere Tastelemente als die Tastkugel 20 können vorgesehen sein, beispielsweise Prismen oder Ähnliches.

[0046] Das Koordinatenmessgerät 10 weist eine Trägerstruktur 22 auf. In der dargestellten Ausführungsform ist die Trägerstruktur als Portalaufbau bereitgestellt.

Grundsätzlich sind jedoch auch andere Trägerstrukturen denkbar. Die Trägerstruktur 22 weist ein Portal 24 auf, das in einer Y-Richtung relativ zu der Grundplatte 14 bewegbar ist. Des Weiteren ist ein Schlitten 26 vorgesehen, der relativ zu dem Portal in einer

X-Richtung bewegbar ist. Die Y-Richtung verläuft senkrecht zu der Y-Richtung. In dem Schlitten 26 ist eine Pinole 28 angeordnet, die in einer Z-Richtung bewegbar ist. Die Z- Richtung steht senkrecht auf der X-Richtung und der Y-Richtung. Der Sensor ist an einem Ende der Pinole 28 angeordnet. Folglich ist der Sensor 16 in einem Messraum 29 mittels der Trägerstruktur 22 bewegbar. Grundsätzlich kann des Weiteren beispielsweise noch ein weiteres Element zwischen dem Sensor 16 und der Pinole vorgesehen sein, beispielsweise kann vorgesehen sein, dass dort ein Dreh-Schwenk-Gelenk angeordnet ist. Dieses kann ein Drehen bzw. Schwenken des Sensors um alle drei Raumachsen ermöglichen. Auf diese Weise kann der Sensor 16 innerhalb des Messraums 29 frei bewegt und rotiert werden, so dass das Werkstück 12 aus beliebigen Raumrichtungen angetastet werden kann. [0047] An der Trägerstruktur 22 sind Skalen 30, 32, 34 in den Raumrichtungen X, Y und Z vorgesehen, die die Position des jeweiligen Elements erfassen. So erfasst die Skala 30 die Position des Schlittens relativ zu dem Portal. Die Skala 32 erfasst die Position des Portals relativ zu der Grundplatte. Und die Skala 34 erfasst die Position der Pinole relativ zu dem Schlitten. Die so erfassten Positionsdaten können elektronisch weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann dieser in eine Datenverarbeitungseinrichtung 36 übermittelt werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 36 kann zum Steuern und Regeln des Koordinatenmessgeräts zum Erfassen und Auswerten der Messdaten, zum Eingeben von Befehlen durch einen Nutzer und zum Ausgeben der Messdaten über Drucker oder eine Anzeigevorrichtung ausgebildet sein. Des Weiteren weist das Koordi- natenmessgerät eine Regelungseinrichtung 38 auf, die das Koordinatenmessgerät 10 regelt. Insbesondere regelt dieses die Bewegungen der Elemente der Trägerstruktur 22, insbesondere des Portals 24, des Schlittens 26 und der Pinole 28. Die Regelungseinrichtung 38 kann separat zu der Datenverarbeitungseinrichtung 36 bereitgestellt sein. Grundsätzlich kann die Regelungseinrichtung aber auch Teil der Datenverarbeitungseinrichtung 36 sein. Die Regelungseinrichtung 38 kann hardwareimplementiert und/oder softwareimplementiert ausgeführt sein. Des Weiteren weist die Datenverarbeitungseinrichtung 36 eine Anzeigeeinrichtung 40 auf, mit der Anzeigen an einen Nutzer ausgegeben werden können. Diese können beispielsweise die Messergebnisse umfassen. Auch können auf der Anzeigeeinrichtung 40 Auswahlmöglichkeiten, beispielsweise für die geforderte Genauigkeit angezeigt werden. Die Anzeigeeinrichtung 40 kann grundsätzlich auch separat von der Datenverarbeitungseinrichtung 36 bereitgestellt sein. Des Weiteren ist eine Eingabeeinrichtung 42 in dem Koordinatenmessgerät 10 bereitgestellt. Diese kann ebenfalls separat zu der Datenverarbeitungseinrichtung 36 sein. Sie kann aber auch ein Element der Datenverarbeitungseinrichtung 36 sein. Die Eingabeeinrichtung 42 kann beispielsweise in Form einer Tastatur, eines Mauseingabegeräts oder eines Trackballs oder Ähnlichem bereitgestellt sein.

[0048] Des Weiteren kann eine weitere Eingabeeinrichtung 44 bereitgestellt sein. Diese weitere Eingabeeinrichtung 44 kann beispielsweise für ein manuelles Steuern des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16 bereitgestellt sein. Auf diese Weise kann in dem Koordinatenmessgerät neben einer automatisch geregelten Bewegung des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16 auch eine manuelle Steuerung ermöglicht werden.

[0049] Fig. 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines Koordinatenmessgeräts 10 und einen Datenaustausch in dem Koordinatenmessgerät 10. In der Eingabeeinrichtung 42 werden Eingabedaten 52 eingegeben. Beispielsweise eine geforderte Genauigkeit. Diese gehen in die Datenverarbeitungseinrichtung 36 ein. Die Datenverarbeitungseinrichtung 36 des Koordinatenmessgeräts 10 kann dann im Austausch mit einem Speicher 46, in dem mehrere mögliche Parameterdatensätze 48, 49 abgelegt sind, einen Parameterdatensatz bereitstellen, der abhängig von dem Koordinatenmessgerät 10, beispielsweise dem Typ der Trägerstruktur 22, der geforderten Genauigkeit einen entsprechenden Parameterdatensatz 48, 49 auswählt. Der Parameterdatensatz 48, 49 kann grundsätzlich auch in der Datenverarbeitungseinrichtung 36 durch eine Berechnung ermittelt werden. Er kann aber auch beispielsweise in Form vorberechneter Tabellen, die mehrdimensional ausgeführt sein können, in dem Speicher 46, insbesondere einem nichtflüchtigen Speicher 46, abgelegt sein. Ausgabedaten, beispielsweise Messergebnisse, können von der Datenverarbeitungseinrichtung 36 als Ausgabedaten 50 an die Anzeigeeinrichtung 40 ausgegeben werden.

[0050] In der Fig. 2 ist die Regelungseinrichtung 36 als Element der Datenverarbeitungseinrichtung 36 ausgeführt, beispielsweise als hardwareimplementierte Regelungseinrichtung 38. An diese wird der Parameterdatensatz 48, 49, der ausgewählt wurde, übergeben. Der Parameterdatensatz 48, 49 weist beispielsweise alle Regelungsparameter zum Regeln der Trägerstruktur und/oder des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16 auf, beispielsweise Antastsuchwege, maximale Geschwindigkeiten des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16, der Trägerstruktur oder maximale Beschleunigungen des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16 oder der Trägerstruktur 22. Selbstverständlich können derartige Werte auch individuell für die einzelnen Elemente der Trägerstruktur 22, das heißt beispielsweise das Portal 24, den Schlitten 26 oder die Pinole 28 bereitgestellt sein.

[0051] Die Regelungseinrichtung 38 übergibt Steuerungsbefehle 54 an die Trägerstruktur 22 zum Bewegen der Trägerstruktur 22 und des Sensors 16. Beispielsweise im Falle eines aktiv messenden taktilen Sensors 16 können auch Steuerungsbefehle 58 direkt an den taktilen Sensor 16 übergeben werden, beispielsweise hinsichtlich einer Messkraftbeaufschlagung auf das Werkstück 12. Über die Skalen 30, 32, 34 werden Positionsdaten 56 von der Trägerstruktur 22 zurück an die Datenverarbeitungseinrichtung 36 und/oder die Regelungseinrichtung 38 übergeben. Der Sensor, insbesondere der taktile Sensor, 16 vermisst das Werkstück 12 und übergibt dann Messdaten 60 an die Datenverarbeitungseinrichtung 36 und/oder die Regelungseinrichtung 38.

[0052] Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Einzelpunktantastung des Werkstücks 12 mittels des Sensors, insbesondere eines taktilen Sensors, 16 des Koordinatenmessgeräts 10. Nach einem Start erfolgt in einem ersten Schritt 72 das Bereitstellen einer eine geforderte Genauigkeit der Einzelpunktantastung zumindest mittelbar repräsentierenden Größe. Beispielsweise kann dabei mittels der Eingabeeinrichtung 42 die die Genauigkeit repräsentierende Größe als Eingabedaten 52 in die Datenverarbeitungseinrichtung 36 eingegeben werden. Darauffolgend erfolgt in einem Schritt 74 das Bereitstellen eines Parameterdatensatzes 48, 49, wobei der Parameterdatensatz 48, 49 Vorgaben für das Regeln und/oder Auswerten der Einzelpunktantastung mit der geforderten Genauigkeit aufweist. Dies kann durch beispielsweise die Datenverarbeitungseinrichtung 36 durch Auslesen eines entsprechend Parameterdatensatzes 48 abhängig von den Eingabedaten 52 aus dem Speicher 46 erfolgen.

[0053] Darauffolgend erfolgt ein Schritt 76 des Durchführens der Einzelpunktantastung des Werkstücks 12. Dabei wird das Koordinatenmessgerät 10 basierend auf dem bereitgestellten Parameterdatensatz 48 geregelt. Dies erfolgt insbesondere durch die Regelungseinrichtung 38.

[0054] Die Einzelpunktantastung liefert dann Messdaten 60, die beispielsweise durch die Datenverarbeitungseinrichtung 36 ausgewertet, insbesondere basierend auf dem Parameterdatensatz 48 ausgewertet, und als Ausgabedaten 50 über die Anzeigeeinrichtung 40 an einen Nutzer ausgegeben werden können. [0055] Die Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens 70; gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Die entsprechenden Verfahrensschritte werden im Folgenden nicht erneut im Detail erläutert.

[0056] Zu Beginn kann hier grundsätzlich zunächst ein Schritt 78 des Kalibrierens des Koordinatenmessgeräts 10 ausgeführt werden. Dabei wird das Koordinaten- messgerät 10 mit einem Parameterdatensatz 49 betrieben, der eine hohe Genauigkeit, vorzugsweise ein einfaches MPE-E bereitstellt. Mit der daraus gewonnenen Kalibrierung des Koordinatenmessgeräts 10 wird fortgefahren.

[0057] In einem Schritt 80 wird dann zunächst abhängig von einem Typ des Koordinatenmessgeräts bzw. der Trägerstruktur 22 und/oder des Sensors, insbesondere des taktilen Sensors, 16 ein Bereich für Vielfaches des MPE-E vorgegeben, aus dem ein Nutzer eine gewünschte Genauigkeit für eine Einzelpunktantastung vorgeben kann, beispielsweise 1 ,25 x MPE-E, 1 ,5 x MPE-E oder 2 x MPE-E. Dann erfolgt in dem Schritt 72 die Eingabe der geforderten Genauigkeit. Neben einer manuellen Eingabe kann diese grundsätzlich auch automatisiert, beispielsweise aufbauend auf einem CAD-Modell des Werkstücks 12 durchgeführt werden. Ist vor einem Punkt die geforderte Genauigkeit festgelegt, wird in einem darauffolgenden Schritt 73 abgefragt, ob für alle anzutastenden Punkte die Genauigkeit festgelegt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird der Schritt 72 des Bereitstellens der geforderten Genauigkeit für den nächsten Punkt durchgeführt. Ist dies der Fall, wird mit dem Schritt 74 des Bereitstellens der Parameterdatensätze 48, 49 zu den entsprechenden geforderten Genauigkeiten fortgefahren.

[0058] Darauffolgend können in einem Schritt 84 die bereitgestellten geforderten Genauigkeiten und die daraus ermittelten Parameterdatensätzen an den Nutzer angezeigt werden. Dieser kann in einem Schritt 85 abgefragt werden, ob diese Parameterdatensätze genutzt werden dürfen. Ist dies nicht der Fall, kann in einem Schritt 86 ein Ändern der Parameterdatensätze durch den Nutzer ermöglicht werden oder/und eine Aktualisierung der geforderten Genauigkeiten. Darauf aufbauend würde dann erneut eine Anzeige in dem Schritt 84 erfolgen. Stimmt ein Nutzer in dem Schritt 85 der dargestellten Parameter und der geforderten Genauigkeiten zu, kann dann in einem Schritt 76 das Durchführen der Einzelpunktantastung bzw. der Einzelpunktantastungen und/oder ein Auswerten der Einzelpunktantastung bzw. der Einzelpunktantastungen erfolgen. Darauffolgend in einem Schritt 88 kann dann ein Protokoll geschrieben werden, wo den Messdaten insbesondere die geforderten Genauigkeiten zugeordnet sind. Dies ermöglicht ein späteres Bewerten der Messdaten hinsichtlich der zugrunde liegenden geforderten Genauigkeiten.

[0059] In einem Schritt 90 können die Messwerte dann ausgegeben werden. Grundsätzlich kann dann in einem Schritt 92 abgefragt werden, ob doch noch weitere Punkte angetastet werden sollen, ist dies der Fall, kann entweder vor den Schritt 72 zurückgesprungen werden, und eine weitere geforderte Genauigkeit eingegeben werden. Grundsätzlich kann jedoch auch direkt vor den Schritt 74 zurückgesprungen werden, wenn sich die Genauigkeiten nicht ändern sollen und direkt die entsprechenden Parameterdatensätze bereitgestellt werden.

[0060] In dem Verfahren 70' kann grundsätzlich vorgesehen sein, dass für jeden einzelnen Messpunkt, das heißt für jede Einzelpunktantastung die Schritte von 72 bis 90 durchlaufen werden. In diesem Falle werden für jeden Punkt einzeln die Genauigkeitsanforderungen hinterlegt, Parameterdatensätze bereitgestellt, durch den Nutzer bestätigt und die Einzelpunktantastung durchgeführt. Grundsätzlich kann jedoch auch, wie durch die Schleife 77 bezeichnet, die Schrittfolge von 72 bis einschließlich 85 einfach durchlaufen werden und für alle Punkte die Genauigkeitsanforderungen hinterlegt und Parameterdatensätze bereitgestellt werden. Dann erfolgt entsprechen der durchzuführenden Einzelpunktantastungen an dem Werkstück 12 ein mehrmaliges Durchlaufen des Schritts 76, wie mit 77 gekennzeichnet ist. Anschließend kann dann das Anzeigen und Protokollieren 88, 90 erfolgen. Eine Messaufgabe kann aber auch automatisch durch eine Vorgabe an die bzw. durch die Regelungseinrichtung ablaufen. Beispielsweise können die geforderten Genauigkeiten automatisch von Geometriedaten eines CAD-Modells des Werkstücks eingelesen werden. So können Nutzerabfragen während eines Messvorgangs vermieden werden.

[0061] Die Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Verfahrens 70". Nach dem Beginn des Verfahrens wird zunächst wie in den Fig. 4 und/oder 5 geschildert ein Verfahren 70, 70' durchgeführt. Anschließend wird in einem Schritt 95 abgefragt, ob noch ein weiteres Werkstück 12, insbesondere ein identisches Werkstück 12 zu vermessen ist. Ist dies der Fall, wird das Werkstück in einem Schritt 56 gewechselt und das Verfahren 70 und/oder 70' erneut durchgeführt. Ist dies nicht der Fall, endet das Verfahren.