WO2011110568A1 - Method for validating a measurement result from a coordinate measuring machine - Google Patents

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WO2011110568A1
WO2011110568A1 PCT/EP2011/053482 EP2011053482W WO2011110568A1 WO 2011110568 A1 WO2011110568 A1 WO 2011110568A1 EP 2011053482 W EP2011053482 W EP 2011053482W WO 2011110568 A1 WO2011110568 A1 WO 2011110568A1
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WO
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validation
measuring
limit
points
determined
Prior art date
Application number
PCT/EP2011/053482
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German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrich Staaden
Original Assignee
Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh filed Critical Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/02Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
    • G01B21/04Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
    • G01B21/045Correction of measurements

Definitions

  • the present invention relates to a method for validating a multiple measurement points having measurement result of a coordinate measuring machine.
  • Such a method is known for example from the document DE 199 00 737 AI.
  • Coordinate measuring machines are used today in many areas of industrial technology to measure workpieces. Fields of application arise, for example, in the field of quality control or in the field of reverse engineering, which involves detecting the dimensions of a known workpiece as precisely as possible, in order then to draw conclusions about the manufacturing process and to reconstruct the workpiece as identical as possible. Coordinate measuring machines have a sensor which is movable as a rule. Alternatively, coordinate measuring machines are available in which the sensor is fixed and the workpiece is moved past the sensor. These are then usually used to check a certain type of workpieces in large quantities.
  • the senor is pivotally mounted on a rotary / swivel element about all three spatial axes, wherein the rotary / swivel element itself can be moved in turn in a measuring range, so that by means of the sensor, the workpiece at all points can be detected in any spatial direction.
  • the senor may be an optical sensor, but in the present case, in particular tactile sensors are considered, which touch the workpiece by means of a mounted in a probe stylus and from the position of the rotary / pivot member and the deflection of the stylus in the probe to the probing position.
  • the surface may be a plane of the workpiece surface that is to be checked to see if it is actually planar, or it may be, for example, a cylindrical surface created by a bore and then checked for actual the required diameter is present.
  • the stylus of a probe enters the depression during a scanning process or "jumps" over the elevations. Also during these processes, measuring points are detected, which then have to be filtered out of the measurement result to be evaluated, since they do not characterize the actual surface to be scanned and thus falsify the measurement result.
  • overshoots and undershoots are critical, which occur during a scanning process at the beginning and at the end of a survey or a depression.
  • a selected geometric element for example a circle
  • a predetermined pass condition for example as a minimum circle, as an enveloping circle or as a circle in the amount of all measuring points. Measuring points that differ by a certain amount from the equivalent element thus approximated should be sorted out as invalid measuring points.
  • the approximation with an absolute minimum straight line can not lead to the desired result, for example, in the case of several grooves crossing the path of a scanning process.
  • the use of an absolute minimum line leads to obtain a straight line with the actual orientation by the approximation, the approximation by means of an absolute minimum line ignores largely deviations from the ideal or actual geometry. If there are more measuring points on the scanned workpiece surface than measuring points in the groove, then the approximated straight line runs on the surface to be scanned. If, however, the other way round is exactly the same, ie more measuring points were recorded in a groove than on the surface to be scanned, the approximated straight line runs in the groove.
  • US 5,724,745 suggests, in addition to the coordinates of the measuring points, to use variables such as the deflection of the probe or the speed of movement of the probe at the time of detection of the corresponding measuring point in order to subject the measurement results to additional filtering.
  • the publication WO 2008/074989 proposes to skip existing grooves in a surface to be scanned by means of appropriate control specifications. This means that the stylus lifts before the start of a groove from the surface to be scanned and restarts on the surface when the groove and the stylus were passed to each other over. At the same time it is proposed to switch a signal that causes detected during the lifting of the stylus measuring points are marked from the outset as invalid. However, this procedure assumes that the position of the grooves in the surface to be scanned is known in advance.
  • an object of the present invention an improved method for validating a plurality Specify measuring points having measuring results of a coordinate measuring machine, which provides a validated measurement result in particular in existing in the geometry to be measured depressions and / or surveys without the position of these depressions or surveys must be known in advance.
  • the validation limit is therefore not necessarily a certain threshold, which is applied to a still to be determined geometry, but just the opposite, the geometry is required and the position of the validation limit to this setpoint geometry is determined or approximated.
  • the flexible setting of the validation limits relative to a known desired geometry also makes it possible to reliably filter measurements deviations or elevations without knowledge of the position of the depressions or elevations. As described in detail below, can the validation limits to be determined are set appropriately during the course of the procedure.
  • a coordinate measuring device with a sensor for measuring a workpiece and an evaluation device is proposed, which is characterized in that the evaluation device validates a measurement result of the sensor by means of a method according to the first aspect of the invention.
  • a computer program comprising program code means adapted to perform all the steps of a method according to the first aspect of the invention when the computer program is executed on a computer.
  • the coordinate measuring machine according to the second aspect of the invention and the computer program according to the third aspect of the invention therefore have the same advantages as the method according to the first aspect of the invention.
  • the validation limit is determined by determining an extreme point outside or inside the target geometry whose distance in normal directions is farthest from the desired geometry, and this distance is reduced by a predetermined distance to a validation boundary distance so that the validation boundary distance validation boundary extends in parallel to the desired geometry.
  • Whether the extreme point lies within or outside the desired geometry depends on whether elevations or depressions in or on the workpiece be expected. For depressions, an extreme value point lying within the setpoint geometry is determined, and in the case of elevations, an extreme point point lying outside the setpoint geometry is determined. Of course, it can also be provided that first a validation boundary within the desired geometry, ie for depressions, is determined and then a validation limit outside the desired geometry for surveys is determined.
  • a validation limit is defined which extends through the measuring point furthest from the desired geometry parallel to the desired geometry. This distance of the validation boundary from the desired geometry is then reduced by a predetermined distance.
  • the measure of the predetermined distance then influences how many measurement points are determined to be invalid, ie how rigorously the validation is performed. It has been proven to set the predetermined distance relative to a true immersion depth (t 0 ).
  • the true immersion depth corresponds to the distance by which a stylus can dip into the desired geometry to the maximum extent. As a rule, the true immersion depth corresponds to the greatest depth of a groove present in the desired geometry. The same is true for surveys.
  • the predetermined distance can thus be set, for example, to half the true immersion depth.
  • a final validation limit is determined by an average of the distances of all measuring points is formed whose distance in the normal direction to the desired geometry is greater than the validation limit distance, and that the mean by a predetermined distance to a final validation boundary distance is reduced such that the final validation limit in the validation boundary distance extends parallel to the target geometry.
  • an improved validation can be provided, since this is suitable for marking even more measuring points as invalid.
  • all measuring points are determined whose distance in the normal direction to the desired geometry is greater than the validation limit distance. In other words, all measurement points that are farther from the target geometry than the validation limit are identified. From the distances of these measurement points, the mean value is formed, which is correspondingly closer to the desired geometry than the extreme value point, which was initially used to determine the validation boundary distance. If this mean value by the predetermined distance, for example, t is 0/2 is reduced, so that the final validation boundaries distance is closer to the desired geometry as the validation limits removal or the original or first validation distance limits. Accordingly, more measurement points are flagged as invalid and the validation leads to a better result.
  • the validation limit is determined by the measured values are approximated with a replacement element, the geometric shape of which corresponds to the desired geometry, and the replacement element forms the validation boundary, where before determining the validation limit, it is determined that a normal direction of the replacement element corresponds to a normal direction of the target geometry.
  • the validation limit is determined by means of one of the known approximation methods.
  • This procedure differs from methods known from the prior art, according to which a reference element, ie the element relative to which the validation limit is determined, for example, by means of a specific distance, is determined by approximation.
  • This element referred to herein as desired geometry, is known and defined from the outset according to the present method. If, for example, a surface is present which is penetrated by grooves, a set of measuring points is obtained in which a plurality of measuring points lie on the surface to be measured and a plurality of measuring points lie within the grooves.
  • a minimum straight line ie a straight line which has a minimum distance from the measuring points
  • a straight line which runs somewhere between the bottom of the grooves and the surface to be measured. This line can then be used as a validation limit.
  • the normal direction By defining the normal direction as a further boundary condition, it is avoided that the replacement element has a different orientation than the surface to be measured.
  • the replacement element may thus be, for example, a minimum element or an absolute minimum element.
  • the respective property of the measuring points is a position relative to the validation limit, and that a measurement point is determined to be invalid when the validation boundary between the measuring point and the desired geometry is.
  • the validation limit in this case then forms a limit up to which measurement points are considered valid. Measurement points that deviate from the target geometry further than the validation limit are considered to be invalid. In yet a further development, it can be provided that intersections of a measurement curve connecting the measurement points with the validation boundary are determined, and that measurement points in regions defined relative to the intersection points are determined to be invalid measurement points.
  • a curve which roughly describes the movement of a scanning element which touches the surface to be measured, for example a probe ball.
  • the intersections of this curve with the validation limit can be determined. Since a probe ball always moves into a depression, for example a groove, and moves out of it again or moves up to and from an elevation, the points of intersection roughly mark the beginning and the end of an elevation or depression. Since, due to oscillatory movements, the measuring points just before and shortly after these elevations and depressions can not regularly be used for validation, it can be defined, for example, that all measuring points located 5 mm before or after an intersection are determined to be invalid. The direction of the specific distance is usually parallel to the desired geometry.
  • the defined ranges are thus determined only on the basis of the previously determined validation limit and the measurement curve.
  • the target geometry has no direct influence on the position of the defined areas. Rather, an actual geometry represented by the measurement curve of the workpiece to be measured has a direct influence on the position of the defined areas.
  • the defined areas are determined depending on an actual geometry of the workpiece to be measured. Thus, the defined areas are determined, wherein a location of obstacles, especially elevations or depressions, may be previously unknown. In particular, no obstacles, in particular elevations or depressions, are defined in the desired geometry.
  • the desired geometry can only be formed from a basic geometric shape, such as a circle, an ellipse or a cylinder, in particular a cylinder with a circular base. Accordingly, it can be provided that the defined regions are defined with a distance value before and / or behind a respective intersection.
  • the validation boundary is determined by defining a cone limit angle, and the respective property of the measurement points is the direction of a probing force of a tactile sensor detecting the measurement points, and that the measuring points where the detection of the direction of the probing force is outside the cone limit angle are determined as invalid measuring points.
  • the direction of the probing force during a scanning operation is determined by vector addition of the normal direction probing force and the sliding frictional force acting on the surface between the workpiece and the probe element.
  • a cone limit angle of about 11 ° ie the angle between the conical surface and the normal is about 11 °, is suitable for providing a sufficiently good validation result.
  • the cone angle can also be made smaller in order to exclude more measuring points or be chosen larger in order to exclude fewer measuring points.
  • the cone boundary angle can thus be in a range between 0 ° and 45 °, in particular between 5 ° and 30 °.
  • the abovementioned possibilities for determining the validation limit can be applied not only alternatively but also cumulatively.
  • the individual developments can be carried out simultaneously or in succession. For example, it may be provided to first determine a validation limit by means of an extreme value point, so that one obtains a validation limit which extends in the validation boundary distance parallel to the desired geometry and a first number of measurement points can be excluded by means of this validation limit. Subsequently, it can then be provided, for example, to mark further measurement points as invalid by means of a cone limit angle and a determination of the direction of the probing forces in the measurement points. Accordingly, other combination options are given. Furthermore, the method is applicable to all geometries and any free-form surfaces.
  • the geometries can be arbitrary two-dimensional geometric elements or arbitrary three-dimensional geometric bodies.
  • the desired geometry or nominal free-form surface must be known, but a position of recesses (grooves) or elevations on the desired geometries or predetermined free-form surfaces need not be known.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a coordinate measuring machine according to a second aspect of the invention
  • FIG. 2 is a detail view of a probe in an embodiment of the coordinate measuring machine in Fig. 1,
  • Fig. 5 is another illustration for explaining the method in Fig. 4, and
  • Fig. 6 shows yet another embodiment of the method according to the first aspect of the invention.
  • the coordinate measuring machine 10 has a measuring surface 12 on which a workpiece 14 is arranged.
  • a portal 16 is movably mounted in a Y-direction.
  • a carriage 18 is movably mounted in an X direction.
  • a quill 20 is displaceably mounted in the carriage 18 in the Z direction.
  • a probe 22 which receives a stylus 24 with a Tastkugel 26 in itself.
  • the stylus 18 can be approached in any direction to the workpiece 14 and the workpiece 14 are touched with the probe ball 26.
  • scales 28, 29, 30 are provided, along which the portal 16, the carriage 18 and the sleeve 20 are moved.
  • the position of the portal 16, the carriage 18 and the quill 20 can be determined on the basis of the scales 28, 29, 30.
  • the probe 22 has a further sensor (not shown), which can be designed active or passive measuring. By means of this sensor, a deflection of the stylus 18 relative to the probe 22 and the sleeve 20 can be determined, so that a position of the probe ball 26 is known.
  • the coordinate measuring machine 10 further comprises a control device 32, which may be formed, for example, as a conventional computer.
  • the control device 32 then has an output device 34 and an input device 36, so that a user can read results of measurements at the output device 34 or, for example, start a sequence program for a measurement process.
  • the input device 36 for example, various modifications with regard to the speed of the measuring process, the surfaces to be touched, etc., can be made.
  • an evaluation device 38 is provided, which is provided to evaluate the measurement data acquired by the coordinate measuring device 10 by means of a method described below.
  • the evaluation device 38 is shown as part of the control device 32, but in principle the evaluation device 38 can also be provided separately.
  • the control device 32 is capable of automatically measuring the workpiece 14.
  • an operating device 40 may be provided to perform a measuring operation manually.
  • a certain measuring operation can be taught or, in the event of failure of the control device 32, the control of the coordinate measuring machine 10 can be taken over manually.
  • the control device 32 may, as shown, have a cable connection to the other elements of the coordinate measuring machine 10, but it may also be wirelessly connected. Of course, it can also be provided that the control device 32 is an integral part of the remaining elements, for example, in the measuring surface 14 or in the portal 16 is arranged. There, the output device 34 or the input device 36 may be arranged.
  • Fig. 2 shows a simplified schematic representation of the basic operation of the probe 22.
  • the probe 22 is designed as an active probe, with which a probing force with which the probe ball 26, the workpiece 14 touches, can be controlled.
  • the probe 22 has a fixed part 40 and a movable part 42, which are connected to each other via two leaf springs 44, 46.
  • the leaf springs 44, 46 form a spring parallelogram, which allows movement of the part 42 in the direction of the arrow 48.
  • the stylus 24 can be deflected by a distance 50 from its rest position.
  • the reference numeral 24 ' the stylus 24 is shown schematically in the deflected position.
  • the deflection of the stylus 24 relative to the fixed part 40 may be the result of a probing of the workpiece 14.
  • the deflection of the stylus 24 is taken into account in the determination of the spatial coordinates of the probe ball 26.
  • the deflection of the stylus 24 can be generated at an active probe 22 using a measuring force generator.
  • a leg 51, 52 is arranged in each case.
  • the legs 51, 52 are parallel to the leaf springs 44, 46 and parallel to each other.
  • a sensor 54 shown here with a scale 55
  • a measuring force generator or measuring force generator 57 is arranged between the legs 51, 52.
  • the sensor 54 may be a plunger, a Hall sensor, a piezoresistive sensor or another sensor, with the aid of which the spatial deflection of the stylus 18 relative to the fixed part 40 can be determined.
  • the measuring force generator 57 may be, for example, a plunger coil, by means of which the two legs 51, 52 can be pulled against each other or pushed apart.
  • the probe 22 is correspondingly also connected to the control device 64 so that it can read on the one hand sizes such as the deflection and the probing force and on the other hand can control the measuring force generator 57.
  • the probe 22 allows only a deflection of the stylus 18 in the direction of the arrow 10.
  • a probe 22 typically allows a corresponding deflection in two other orthogonal directions in space
  • An embodiment of such a probe 22 is described for example in the document DE 44 24 225 AI, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • the invention is not limited to this special probe 22 and can also be realized with other measuring or switching probes and sensor heads of other measuring systems, in particular passive probes.
  • a probe head 22 or sensor head of the kind shown in greatly simplified form in FIG. 2 generally has a receptacle on which the stylus 18 or another sensor is interchangeably attached.
  • FIG. 3 shows a diagram 60 in which the distance s is plotted on the abscissa.
  • f deviations or positions are plotted in the normal direction.
  • measuring points 62, 64 are obtained which were recorded from left to right in the course of a measuring operation in the illustrated diagram 60. Accordingly, a set of points with the coordinates (s, f) results from the measurement points 62, 64.
  • These measuring points 62, 64 should now be subjected to a validation, ie valid measuring points 62 should be distinguished from invalid measuring points 64.
  • a desired geometry 66 which corresponds to the expected position of a surface of the workpiece 14. In the present case, this is a level to be checked to see if it is flat. Accordingly, the desired geometry 66 is a straight line.
  • the workpiece 14 to be scanned has a groove 68, which represents a depression in the surface to be scanned. Accordingly, a probe ball 26 during scanning can not follow the expected course of the desired geometry 66, but immerse in the groove 68.
  • an extreme value point 70 is first searched. In the present case this is the lowest point 70 in the ordinate direction. For surveys, it would be the highest point 70 'in the ordinate direction f.
  • a distance to the desired geometry in the normal direction 72 is determined in a normal direction 72.
  • the extreme value point 70 is located exactly at the bottom of the groove 68, so that its removal in the normal direction 72 corresponds to a true immersion depth 74 of a probe ball 26 into the workpiece 14.
  • the distance of the extreme value point 70 to the desired geometry 66 in the normal direction 72 may also be less than the true immersion depth 74.
  • This distance of the extreme point 70 from the desired geometry 66 is reduced by a predetermined distance 76. In the present example, it is determined that this predetermined distance 76 corresponds to half the true immersion depth 74.
  • a validation limit distance 77 ie the distance of a validation boundary 78 from the desired geometry 66. It is defined that the validation boundary 78 extends parallel to the desired geometry 66, ie in the present case the validation boundary 78 is also a straight line that extends in the validation boundary distance
  • All measured value points 64, for which the validation limit 78 extends between their location and the desired geometry 66, are marked as invalid measuring points 64. In other words, all those measuring points 64 that are farther than the validation limit 78 from the desired geometry 66 are invalid. Optionally, it can be determined that measurement points that are exactly on the validation boundary 78 are valid or invalid.
  • an average value of the invalid measured values 64 is formed in the ordinate direction.
  • This mean value 80 can then also be reduced by the predetermined distance 76 ', which may possibly deviate from the predetermined distance 76, in the direction of the desired geometry 66, so that a final validation limit distance 77' results. Accordingly, a final validation limit 82 can be found which extends in the validation boundary distance 77 'parallel to the desired geometry 66.
  • an average value of the measuring points 64 which are now marked as invalid, may again be formed and the above be repeated process described. In this way, a kind of iterative process can be formed. However, it is preferably provided to form an average of the invalid measuring points 64 only once and then to set the final validation limit 82.
  • the method described above can also be carried out for surveys.
  • the method described above can be carried out once again for depressions and once for elevations, so that a corresponding validation can also be carried out for workpieces 14 which have both elevations and depressions.
  • FIG. 4 shows a further embodiment for the determination of invalid measuring points 64.
  • the entry of the individual measuring points was not made in FIG. 4 for reasons of clarity.
  • defined areas 84, 85 are provided, wherein it is determined that measurement points 64 located in the areas 84, 85 are determined to be invalid.
  • the defined regions 84, 85 are intended to mark existing measurement points as invalid, in particular at the beginning and at the end of the groove 68, since these regions are predominantly characterized by overshoots or undershoots and have a corresponding course of measurement points 64 which is not to be used ,
  • FIG. 5 shows a measurement curve or a measurement result 87 for this purpose, which is obtained by connecting the measurement points 82, 84 in chronological order.
  • the validation limit 78 is to be determined, for example by means of one of the preceding methods, or by approximating a replacement element 88, for example, as a minimum straight line with a defined normal direction 72.
  • the further boundary condition of the predefined normal direction 72 avoids that the minimum straight line is approximated obliquely to the desired geometry 66. In this way, it is achieved in any case that the additional element 88 runs parallel to the desired geometry 66.
  • validation limit 78 may also have been determined in one of the other ways described above.
  • intersections 91, 92 between the validation boundary 78 and the measurement curve 87 are determined.
  • intersections 91, 92 give an indication of the approximate location of the groove 68 by describing their beginning and end in approximately.
  • the defined regions 84, 85 are defined, in the present example, for example, by defining a distance in the negative s direction starting from the intersection point 91 and starting from the intersection point 92, a distance in positive s direction is defined. All measuring points 64 whose s-coordinates lie within these defined regions 84, 85 are now marked as invalid.
  • the described method can also be cumulated with the methods described above, for example the determination of invalid measuring points 64 based on a validation limit 78 determined on the basis of an extreme value point at a predetermined distance. In this way, measuring points produced reliably in the groove 68 and at the edges of the groove due to overshoots or undershoots can be identified and excluded from a further evaluation, which leads to the finally validated measuring curve 89.
  • Fig. 6 shows another embodiment of the validation method which can be used alternatively or cumulatively to the embodiments presented above.
  • a cone limit angle 94 is set to the normal direction 72 of the desired geometry 66, it being true that only those measuring points 62 are considered valid, the detection of the direction of the contact force between the Tastkugel 26 and the workpiece 14 was within this Kegelgrenzwinkels 94.
  • a vector 96 of the probing force at the detection time point must also be recorded.
  • the probe shown in Fig. 2 is suitable.
  • the direction of the probing force is interrogated and compared with the cone boundary angle 94. Now only the measuring points 62 are determined to be valid, in which the direction 96 of the probing force is within the cone limit angle 94.
  • measuring points which are detected in a free-floating probe ball 26 have a significantly different vector 96 than those measuring points which are recorded in the event of contact between the workpiece 14 and the probe ball 26
  • a suitable one can also be used here Validation of the measuring points 62, 64 make. It is also understood for this embodiment that it can be used not only alternatively but also cumulatively with the embodiments described above.

Abstract

The present invention relates to a method for validating a measurement result (87) from a coordinate measuring machine (10), which measurement result has a plurality of measurement points (62, 64). In this case, provision is made for determining a validation limit (78) relative to a known desired geometry (66) of a workpiece (14) to be measured and for determining invalid measurement points (64) and valid measurement points (62) using a respective property of the measurement points (62, 64) relative to the validation limit (78). The present invention also relates to a coordinate measuring machine and to a computer program.

Description

Verfahren zur Validierung eines Messergebnisses eines Koordinatenmessgeräts  Method for validating a measurement result of a coordinate measuring machine
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte aufweisenden Messergebnisses eines Koordinatenmessgeräts. The present invention relates to a method for validating a multiple measurement points having measurement result of a coordinate measuring machine.
[0002] Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der Druckschrift DE 199 00 737 AI bekannt. Such a method is known for example from the document DE 199 00 737 AI.
[0003] Koordinatenmessgeräte werden heutzutage in vielen Bereichen der industriellen Technik dazu eingesetzt, Werkstücke zu vermessen. Anwendungsgebiete ergeben sich beispielsweise im Bereich der Qualitätskontrolle oder im Bereich des Reverse-Engineering, bei dem es darum geht, die Maße eines bekannten Werkstücks möglichst genau zu erfassen, um dann auf das Herstellungsverfahren rückzuschließen und das Werkstück möglichst identisch nachbauen zu können. [0004] Koordinatenmessgeräte weisen einen Sensor auf, der in der Regel bewegbar ist. Alternativ sind auch Koordinatenmessgeräte erhältlich, bei denen der Sensor festgelegt ist und das Werkstück an dem Sensor vorbeibewegt wird. Diese dienen in der Regel dann dazu, eine bestimmte Art von Werkstücken in hoher Stückzahl zu überprüfen. Coordinate measuring machines are used today in many areas of industrial technology to measure workpieces. Fields of application arise, for example, in the field of quality control or in the field of reverse engineering, which involves detecting the dimensions of a known workpiece as precisely as possible, in order then to draw conclusions about the manufacturing process and to reconstruct the workpiece as identical as possible. Coordinate measuring machines have a sensor which is movable as a rule. Alternatively, coordinate measuring machines are available in which the sensor is fixed and the workpiece is moved past the sensor. These are then usually used to check a certain type of workpieces in large quantities.
[0005] Üblicherweise ist der Sensor an einem Dreh-/Schwenk-Element um alle drei Raumachsen schwenkbar gelagert, wobei das Dreh-/Schwenk-Element selbst wiederum in einem Messbereich verfahren werden kann, so dass mittels des Sensors das Werkstück an allen Punkten aus einer beliebigen Raumrichtung erfasst werden kann. Usually, the sensor is pivotally mounted on a rotary / swivel element about all three spatial axes, wherein the rotary / swivel element itself can be moved in turn in a measuring range, so that by means of the sensor, the workpiece at all points can be detected in any spatial direction.
[0006] Bei dem Sensor kann es sich um einen optischen Sensor handeln, im vorliegenden Fall werden jedoch insbesondere taktile Sensoren betrachtet, die mittels eines in einem Tastkopf gelagerten Taststifts das Werkstück antasten und aus der Position des Dreh-/Schwenk-Elements und der Auslenkung des Taststifts in dem Tastkopf auf die Antastposition schließen. In the case of the sensor may be an optical sensor, but in the present case, in particular tactile sensors are considered, which touch the workpiece by means of a mounted in a probe stylus and from the position of the rotary / pivot member and the deflection of the stylus in the probe to the probing position.
[0007] Bei der Überprüfung von Werkstücken im Rahmen einer Qualitätskontrolle ist es häufig gefordert, eine Oberfläche möglichst schnell abzutasten. Bei der Oberfläche kann es sich beispielsweise um eine Ebene der Werkstückoberfläche handeln, die daraufhin überprüft werden soll, ob sie tatsächlich plan ist oder es kann sich beispielsweise um eine zylinderförmige Oberfläche handeln, die durch eine Bohrung erzeugt wurde und daraufhin überprüft werden soll, ob tatsächlich der geforderte Durchmesser vorliegt. When checking workpieces as part of a quality control, it is often required to scan a surface as quickly as possible. For example, the surface may be a plane of the workpiece surface that is to be checked to see if it is actually planar, or it may be, for example, a cylindrical surface created by a bore and then checked for actual the required diameter is present.
[0008] Bezüglich der Messarten wird dabei in der Regel zwischen einer Einzelpunktmessung, bei der aufeinanderfolgend mehrere Punkte an dem Werkstück angetastet werden und die so erfassten Daten aufeinanderfolgend gespeichert werden, und sogenannten Scanning- Verfahren unterschieden, bei denen der Taststift in Kontakt mit dem Werkstück eine Werkstückoberfläche entlang gefahren wird und in bestimmten Zeitabständen die Messpunke erfasst werden. Mittels solcher Scanning- Verfahren kann innerhalb kürzester Zeit eine hohe Anzahl von Messpunkten erfasst werden. With respect to the types of measurement is usually between a single point measurement, in which successively several points are touched on the workpiece and the data thus acquired are stored sequentially, and distinguished so-called scanning method in which the stylus in contact with the workpiece a workpiece surface is driven along and in certain time intervals the measuring points are detected. By means of such scanning methods, a high number of measuring points can be detected within a very short time.
[0009] Weist die abzutastende Oberfläche dabei Erhebungen oder Vertiefungen, beispielsweise Nuten, auf, tritt der Taststift eines Tastkopfs während eines Scanning- Verfahrens in die Vertiefung ein bzw. "springt" über die Erhebungen. Auch während dieser Vorgänge werden Messpunkte erfasst, die anschließend aus dem auszuwertenden Messergebnis herausgefiltert werden müssen, da sie nicht die eigentlich abzutastende Oberfläche charakterisieren und somit das Messergebnis verfälschen. If the surface to be scanned has elevations or depressions, for example grooves, the stylus of a probe enters the depression during a scanning process or "jumps" over the elevations. Also during these processes, measuring points are detected, which then have to be filtered out of the measurement result to be evaluated, since they do not characterize the actual surface to be scanned and thus falsify the measurement result.
[0010] Insbesondere sind dabei Überschwinger und Unterschwinger kritisch, die während eines Scanning- Verfahrens am Beginn und am Ende einer Erhebung bzw. einer Vertiefung auftreten. In particular, overshoots and undershoots are critical, which occur during a scanning process at the beginning and at the end of a survey or a depression.
[0011] Um die Auswertung der Messergebnisse zu verbessern, werden daher im Stand der Technik verschiedene Verfahren vorgeschlagen, mit der das tatsächlich erfasste Messergebnis validiert werden kann. In order to improve the evaluation of the measurement results, various methods are therefore proposed in the prior art, with which the actually detected measurement result can be validated.
[0012] Die bereits eingangs genannte Druckschrift DE 199 00 737 AI schlägt beispielsweise vor, dass aus der Menge der erfassten Messwerte Ausreißermesswerte bestimmt werden, die dann als ungültige Messwerte gekennzeichnet werden. Die Auswertung soll dann lediglich anhand der gültigen Messwerte erfolgen. Insbesondere soll dies beispielsweise mittels einer Hochpass- oder Tiefpassfilterung erfolgen, wobei eine definierte Schwellabweichung gegenüber einem Referenzwert oder Ersatzelement betrachtet wird. For example, DE 199 00 737 A1 already mentioned suggests that outlier measurement values are determined from the set of measured values that are then identified as invalid measured values. The evaluation should then only be based on the valid measured values. In particular, this should be done for example by means of a high-pass or low-pass filtering, wherein a defined threshold deviation compared to a reference value or replacement element is considered.
[0013] Die Ermittlung der Ersatzelemente, die in der Regel geometrisch ideale Formen aufweisen, ist beispielsweise im Kapitel 6 des Fachbuchs Weckenmann, Gawande, "Koordinatenmesstechnik", Carl Hansa Verlag, München, 1999, ISBN 3- 446-17991-7 geschildert. The determination of the replacement elements, which generally have geometrically ideal shapes, for example, in Chapter 6 of the textbook Weckenmann, Gawande, "Coordinate Metrology", Carl Hansa Verlag, Munich, 1999, ISBN 3-446-17991-7 described.
[0014] Dort wird vorgeschlagen, ein ausgewähltes Geometrieelement, beispielsweise einen Kreis, mittels einer vorgegebenen Passbedingung, beispielsweise als Minimumkreis, als Hüllkreis oder als Pferchkreis in die Menge aller Messpunkte einzupassen. Messpunkte, die um ein bestimmtes Maß von diesem so approximierten Ersatzelement abweichen, sollen als ungültige Messpunkte aussortiert werden. There it is proposed to fit a selected geometric element, for example a circle, by means of a predetermined pass condition, for example as a minimum circle, as an enveloping circle or as a circle in the amount of all measuring points. Measuring points that differ by a certain amount from the equivalent element thus approximated should be sorted out as invalid measuring points.
[0015] Derartige Verfahren weisen jedoch in der Praxis einen Nachteil auf, da vor Beginn des Auswertens nicht bekannt ist, wo und wie das Ersatzelement verlaufen wird. Beispielsweise kann es vorkommen, dass, wenn eine Schar von Messpunkten, die während eines Scanning- Vorgangs auf einer ebenen Oberfläche erfasst wurden, mittels einer Geraden approximiert werden soll, die Gerade nicht parallel zu dem zu erwartenden Verlauf der gescannten Ebene verläuft, sondern schräg approximiert wird. Letztendlich hat dies mit den voranstehend beschriebenen Über- und Unterschwingern und den in diesen Zusammenhang erfassten Messwerten zu tun, die dazu führen, dass beispielsweise die Minimumbedingung dann für eine schräg verlaufende Ebene erfüllt sind. However, such methods have a disadvantage in practice, since it is not known before the start of the evaluation where and how the replacement element will run. For example, when a family of measurement points acquired during a scanning process on a flat surface is to be approximated by a straight line, it may happen that the straight line does not run parallel to the expected course of the scanned plane, but rather approximates it obliquely becomes. Ultimately, this has to do with the above-described overshoots and undershoots and the measured values recorded in this context, which result in the minimum condition then being fulfilled for an inclined plane, for example.
[0016] Auch die Approximation mit einer Betragsminimum-Geraden, bspw. mittels einer Ll-Approximation, kann beispielsweise im Falle von mehreren den Weg eines Scanning- Vorgangs kreuzenden Nuten nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen. Zwar führt die Verwendung einer Betragsminimum-Geraden dazu, durch die Approximation eine Gerade mit der tatsächlichen Ausrichtung zu erhalten, die Approximation mittels einer Betragsminimum-Geraden ignoriert aber weitgehend Abweichungen von der idealen bzw. tatsächlichen Geometrie. Liegen mehr Messpunkte auf der gescannten Werkstückoberfläche als Messpunkte in der Nut, dann verläuft die approximierte Gerade auf der zu scannenden Oberfläche. Verhält es sich jedoch genau andersherum, d.h. es wurden mehr Messpunkte in einer Nut als auf der zu scannenden Oberfläche erfasst, verläuft die approximierte Gerade in der Nut. [0017] A priori ist daher nicht bekannt, wo das Ersatzelement verlaufen wird, so dass eine Bestimmung von Ausreißern nicht möglich ist. Da man darüber hinaus vorab keine Aussage darüber treffen kann, welche Art von Approximation bei einem bestimmten Messergebnis die beste ist, scheitert in der Regel eine Validierung mittels einer Ausreißerbetrachtung relativ zu einem approximierten Ersatzelement gänzlich. The approximation with an absolute minimum straight line, for example by means of an L1 approximation, can not lead to the desired result, for example, in the case of several grooves crossing the path of a scanning process. Although the use of an absolute minimum line leads to obtain a straight line with the actual orientation by the approximation, the approximation by means of an absolute minimum line ignores largely deviations from the ideal or actual geometry. If there are more measuring points on the scanned workpiece surface than measuring points in the groove, then the approximated straight line runs on the surface to be scanned. If, however, the other way round is exactly the same, ie more measuring points were recorded in a groove than on the surface to be scanned, the approximated straight line runs in the groove. A priori is therefore not known where the replacement element will be, so that a determination of outliers is not possible. Furthermore, since it is not possible to make a preliminary statement as to which type of approximation is best for a specific measurement result, validation by means of an outlier analysis generally fails completely relative to an approximated replacement element.
[0018] Im Stand der Technik wurden verschiedene Vorschläge gemacht, die ergänzend zur Bestimmung von gültigen Messwerten ausgeführt werden können. Beispielsweise schlägt die Druckschrift DE 197 35 975 AI vor, die Messwerte mittels einer Spline-Funktion zu glätten, um zu einem besser verwendbaren Messergebnis zu gelangen. Various proposals have been made in the prior art which can be carried out in addition to the determination of valid measured values. For example, the document DE 197 35 975 A1 proposes to smooth the measured values by means of a spline function in order to arrive at a better usable measurement result.
[0019] Die Druckschrift US 5 724 745 A schlägt beispielsweise vor, zusätzlich zu den Koordinaten der Messpunkte Größen wie die Auslenkung des Tastkopfs oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Tastkopfs zum Zeitpunkt der Erfassung des entsprechenden Messpunktes heranzuziehen, um die Messergebnisse so einer zusätzlichen Filterung zu unterziehen. For example, US 5,724,745 suggests, in addition to the coordinates of the measuring points, to use variables such as the deflection of the probe or the speed of movement of the probe at the time of detection of the corresponding measuring point in order to subject the measurement results to additional filtering.
[0020] Letztlich schlägt die Druckschrift WO 2008/074989 vor, in einer abzutastenden Oberfläche vorhandene Nuten mittels entsprechender Regelungsvorgaben zu überspringen. Das bedeutet, dass der Taststift vor Beginn einer Nut von der zu scannenden Oberfläche abhebt und wieder auf die Oberfläche aufsetzt, wenn die Nut und der Taststift aneinander vorbei geführt wurden. Gleichzeitig wird vorgeschlagen, ein Signal zu schalten, das bewirkt, dass während des Abhebens des Taststifts erfasste Messpunkte von vornherein als ungültig gekennzeichnet werden. Dieses Vorgehen setzt jedoch voraus, dass die Lage der Nuten in der zu scannenden Oberfläche vorab bekannt ist. Finally, the publication WO 2008/074989 proposes to skip existing grooves in a surface to be scanned by means of appropriate control specifications. This means that the stylus lifts before the start of a groove from the surface to be scanned and restarts on the surface when the groove and the stylus were passed to each other over. At the same time it is proposed to switch a signal that causes detected during the lifting of the stylus measuring points are marked from the outset as invalid. However, this procedure assumes that the position of the grooves in the surface to be scanned is known in advance.
[0021] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte aufweisenden Messergebnisses eines Koordinatenmessgeräts anzugeben, das insbesondere bei in der zu vermessenden Geometrie vorhandenen Vertiefungen und/oder Erhebungen ein validiertes Messergebnis liefert, ohne dass die Lage dieser Vertiefungen bzw. Erhebungen vorab bekannt sein muss. Starting from this prior art, therefore, an object of the present invention, an improved method for validating a plurality Specify measuring points having measuring results of a coordinate measuring machine, which provides a validated measurement result in particular in existing in the geometry to be measured depressions and / or surveys without the position of these depressions or surveys must be known in advance.
[0022] Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird daher vorgeschlagen, das eingangs genannte Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass die Schritte des Bestimmens einer Validierungsgrenze relativ zu einer bekannten Sollgeometrie eines zu vermessenden Werkstücks, und des Bestimmens von ungültigen und von gültigen Messpunkten anhand einer jeweiligen Eigenschaft der Messpunkte relativ zu der Validierungsgrenze ausgeführt werden. According to a first aspect of the invention, it is therefore proposed to further develop the method mentioned at the outset, such that the steps of determining a validation boundary relative to a known desired geometry of a workpiece to be measured, and determining invalid and valid measurement points based on a respective property of the measurement points relative to the validation boundary.
[0023] Erfindungsgemäß ist somit nicht vorgesehen, zunächst ein Ersatzelement zu approximieren und dann ausgehend von diesem gültige und ungültige Messpunkte zu bestimmen, sondern es wird eine bekannte Sollgeometrie vorausgesetzt, beispielsweise eine Bohrung entlang einer bestimmten Achse mit einem bestimmten Durchmesser, und relativ zu dieser Sollgeometrie eine von dem Messergebnis abhängige Validierungsgrenze bestimmt. Die Validierungsgrenze ist somit nicht zwingend ein bestimmter Schwellwert, der einer noch zu bestimmenden Geometrie beaufschlagt wird, sondern genau umgekehrt ist die Geometrie vorausgesetzt und die Lage der Validierungsgrenze zu dieser Sollgeometrie wird bestimmt bzw. approximiert. According to the invention is thus not intended to first approximate a replacement element and then to determine from this valid and invalid measurement points, but it is a known setpoint geometry assumed, for example, a hole along a certain axis with a certain diameter, and relative to this Target geometry determines a dependent of the measurement result validation limit. The validation limit is therefore not necessarily a certain threshold, which is applied to a still to be determined geometry, but just the opposite, the geometry is required and the position of the validation limit to this setpoint geometry is determined or approximated.
[0024] Dies ermöglicht nicht nur eine größere Flexibilität in der Art und Weise der Validierung der Messergebnisse, sondern verhindert auch, dass aufgrund vollkommen falscher Approximierungen des Referenzelements, d.h. des Ersatzelements, die Validierung des Messergebnisses unbrauchbar ist. Des Weiteren ermöglicht das flexible Setzen der Validierungsgrenzen relativ zu einer bekannten Sollgeometrie auch, dass durch Vertiefungen oder Erhebungen hervorgerufene Messabweichungen ohne Kenntnis über die Lage der Vertiefungen bzw. Erhebungen verlässlich gefiltert werden können. Wie im Folgenden noch detailliert geschildert ist, können die zu bestimmenden Validierungsgrenzen im Verlauf des Verfahrens passend gesetzt werden. This not only allows greater flexibility in the manner of validating the measurement results, but also prevents validation of the measurement result from being rendered unusable due to completely incorrect approximations of the reference element, ie the replacement element. Furthermore, the flexible setting of the validation limits relative to a known desired geometry also makes it possible to reliably filter measurements deviations or elevations without knowledge of the position of the depressions or elevations. As described in detail below, can the validation limits to be determined are set appropriately during the course of the procedure.
[0025] Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Koordinaten- messgerät mit einem Sensor zum Vermessen eines Werkstücks und einer Auswertungseinrichtung vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Auswertungseinrichtung ein Messergebnis des Sensors mittels eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung validiert. According to a second aspect of the invention, a coordinate measuring device with a sensor for measuring a workpiece and an evaluation device is proposed, which is characterized in that the evaluation device validates a measurement result of the sensor by means of a method according to the first aspect of the invention.
[0026] Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln vorgeschlagen, das dazu ausgebildet ist, alle Schritte eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ausgeführt wird. According to a third aspect of the invention there is provided a computer program comprising program code means adapted to perform all the steps of a method according to the first aspect of the invention when the computer program is executed on a computer.
[0027] Das Koordinatenmessgerät gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und das Computerprogramm gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung weisen daher dieselben Vorteile wie das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf. The coordinate measuring machine according to the second aspect of the invention and the computer program according to the third aspect of the invention therefore have the same advantages as the method according to the first aspect of the invention.
[0028] Die eingangs gestellte Aufgabe wird somit vollkommen gelöst. The object initially posed is thus completely solved.
[0029] In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein außerhalb oder innerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt wird, dessen Entfernung in Normalenrichtungen am weitesten von der Sollgeometrie entfernt ist, und dass diese Entfernung um eine vorbestimmte Distanz auf eine Validierungsgrenzenentfernung verringert wird, so dass sich die Validierungsgrenze in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zu der Sollgeometrie erstreckt. In a preferred embodiment of the method according to the first aspect of the invention, it is provided that the validation limit is determined by determining an extreme point outside or inside the target geometry whose distance in normal directions is farthest from the desired geometry, and this distance is reduced by a predetermined distance to a validation boundary distance so that the validation boundary distance validation boundary extends in parallel to the desired geometry.
[0030] Ob der Extremwertpunkt innerhalb oder außerhalb der Sollgeometrie liegt, hängt davon ab, ob Erhebungen oder Vertiefungen in bzw. an dem Werk- stück erwartet werden. Bei Vertiefungen wird ein innerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt und bei Erhebungen wird ein außerhalb der Sollgeometrie liegender Extremwertpunkt bestimmt. Selbstverständlich kann auch vorgesehen sein, dass zunächst eine Validierungsgrenze innerhalb der Sollgeometrie, d.h. für Vertiefungen, bestimmt wird und dann eine Validierungsgrenze außerhalb der Sollgeometrie für Erhebungen bestimmt wird. [0030] Whether the extreme point lies within or outside the desired geometry depends on whether elevations or depressions in or on the workpiece be expected. For depressions, an extreme value point lying within the setpoint geometry is determined, and in the case of elevations, an extreme point point lying outside the setpoint geometry is determined. Of course, it can also be provided that first a validation boundary within the desired geometry, ie for depressions, is determined and then a validation limit outside the desired geometry for surveys is determined.
[0031] Auf diese Weise wird zunächst eine Validierungsgrenze festgelegt, die sich durch den am weitesten von der Sollgeometrie entfernten Messpunkt parallel zu der Sollgeometrie erstreckt. Diese Entfernung der Validierungsgrenze von der Sollgeometrie wird dann um eine vorbestimmte Distanz verringert. Das Maß der vorbestimmten Distanz beeinflusst dann, wie viele Messpunkt als ungültig bestimmt werden, d.h. wie streng die Validierung durchgeführt wird. Es hat sich bewährt, die vorbestimmte Distanz relativ zu einer wahren Eintauchtiefe (t0) festzulegen. Die wahre Eintauchtiefe entspricht dabei der Distanz, um die ein Taststift maximal in die Sollgeometrie eintauchen kann. In der Regel entspricht die wahre Eintauchtiefe der größten Tiefe einer in der Sollgeometrie vorhandenen Nut. Entsprechendes ergibt sich für Erhebungen. Die vorbestimmte Distanz kann somit beispielsweise auf die Hälfte der wahren Eintauchtiefe festgelegt sein. In this way, first of all a validation limit is defined which extends through the measuring point furthest from the desired geometry parallel to the desired geometry. This distance of the validation boundary from the desired geometry is then reduced by a predetermined distance. The measure of the predetermined distance then influences how many measurement points are determined to be invalid, ie how rigorously the validation is performed. It has been proven to set the predetermined distance relative to a true immersion depth (t 0 ). The true immersion depth corresponds to the distance by which a stylus can dip into the desired geometry to the maximum extent. As a rule, the true immersion depth corresponds to the greatest depth of a groove present in the desired geometry. The same is true for surveys. The predetermined distance can thus be set, for example, to half the true immersion depth.
[0032] Gemäß einer Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass eine endgültige Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein Mittelwert der Entfernungen aller Messpunkte gebildet wird, deren Entfernung in Normalenrichtung zu der Sollgeometrie größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung, und dass der Mittelwert um eine vorbestimmte Distanz auf eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung verringert wird, so dass sich die endgültige Validierungsgrenze in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zu der Sollgeometrie erstreckt. According to a development it can be provided that a final validation limit is determined by an average of the distances of all measuring points is formed whose distance in the normal direction to the desired geometry is greater than the validation limit distance, and that the mean by a predetermined distance to a final validation boundary distance is reduced such that the final validation limit in the validation boundary distance extends parallel to the target geometry.
[0033] Mittels dieses weiteren Schritts kann eine verbesserte Validierung bereitgestellt werden, da diese dazu geeignet ist, noch mehr Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen. Nachdem zunächst wie voranstehend beschrieben ausgehend von der Sollgeometrie und einem Extremwertpunkt eine erste Validierungsgrenze bestimmt wurde, werden dann alle Messpunkte ermittelt, deren Entfernung in Normalenrichtung zu der Sollgeometrie größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung. Mit anderen Worten werden also alle Messpunkte gekennzeichnet, die weiter von der Sollgeometrie entfernt sind als die Validierungsgrenze. Aus den Entfernungen dieser Messpunkte wird der Mittelwert gebildet, der entsprechend näher an der Sollgeometrie liegt als der Extremwertpunkt, der zunächst zur Bestimmung der Validierungsgrenzenentfernung herangezogen wurde. Nun wird dieser Mittelwert um die vorbestimmte Distanz, beispielsweise t0/2, verringert, so dass sich die endgültige Validierungsgrenzenentfernung näher an der Sollgeometrie befindet als die Validierungsgrenzenentfernung bzw. die ursprüngliche oder erste Validierungsgrenzenentfernung. Entsprechend werden mehr Messpunkte als ungültig gekennzeichnet und die Validierung führt zu einem besseren Ergebnis. By means of this further step, an improved validation can be provided, since this is suitable for marking even more measuring points as invalid. Having first as described above, starting from the If the desired geometry and an extreme value point a first validation limit has been determined, then all measuring points are determined whose distance in the normal direction to the desired geometry is greater than the validation limit distance. In other words, all measurement points that are farther from the target geometry than the validation limit are identified. From the distances of these measurement points, the mean value is formed, which is correspondingly closer to the desired geometry than the extreme value point, which was initially used to determine the validation boundary distance. If this mean value by the predetermined distance, for example, t is 0/2 is reduced, so that the final validation boundaries distance is closer to the desired geometry as the validation limits removal or the original or first validation distance limits. Accordingly, more measurement points are flagged as invalid and the validation leads to a better result.
[0034] Gemäß noch einer Weiterbildung des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem die Messwerte mit einem Ersatzelement approximiert werden, dessen geometrische Grundform der der Sollgeometrie entspricht, und das Ersatzelement die Validierungsgrenze bildet, wobei vor Bestimmung der Validierungsgrenze festgelegt wird, dass eine Normalenrichtung des Ersatzelements einer Normalenrichtung der Sollgeometrie entspricht. According to yet another embodiment of the method according to the first aspect of the invention can be provided that the validation limit is determined by the measured values are approximated with a replacement element, the geometric shape of which corresponds to the desired geometry, and the replacement element forms the validation boundary, where before determining the validation limit, it is determined that a normal direction of the replacement element corresponds to a normal direction of the target geometry.
[0035] In dieser Weiterbildung ist also vorgesehen, dass die Validierungsgrenze mittels eines der bekannten Approximierungsverfahren bestimmt wird. Dieses Vorgehen unterscheidet sich von aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, wonach ein Referenzelement, d.h. das Element, relativ zu dem die Validierungsgrenze beispielsweise mittels eines bestimmten Abstands festgelegt wird, durch Approximation bestimmt wird. Dieses Element, vorliegend Sollgeometrie genannt, ist gemäß dem vorliegenden Verfahren bekannt und von vornherein festgelegt. [0036] Liegt beispielsweise eine Oberfläche vor, die von Nuten durchsetzt ist, erhält man eine Schar von Messpunkten, bei der mehrere Messpunkte auf der zu vermessenden Oberfläche und mehrere Messpunkte innerhalb der Nuten liegen. Approximiert man die Schar der Messpunkte jetzt mit beispielsweise einer Minimumgeraden, d.h. einer Gerade, die von den Messpunkten insgesamt einen geringsten Abstand aufweist, erhält man eine Gerade, die irgendwo zwischen dem Grund der Nuten und der zu vermessenden Oberfläche verläuft. Diese Gerade kann dann als Validierungsgrenze verwendet werden. Durch die Festlegung der Normalenrichtung als weitere Randbedingung wird vermieden, dass das Ersatzelement eine andere Orientierung als die zu vermessende Oberfläche aufweist. In this development, it is thus provided that the validation limit is determined by means of one of the known approximation methods. This procedure differs from methods known from the prior art, according to which a reference element, ie the element relative to which the validation limit is determined, for example, by means of a specific distance, is determined by approximation. This element, referred to herein as desired geometry, is known and defined from the outset according to the present method. If, for example, a surface is present which is penetrated by grooves, a set of measuring points is obtained in which a plurality of measuring points lie on the surface to be measured and a plurality of measuring points lie within the grooves. If one now approximates the family of measuring points with, for example, a minimum straight line, ie a straight line which has a minimum distance from the measuring points, one obtains a straight line which runs somewhere between the bottom of the grooves and the surface to be measured. This line can then be used as a validation limit. By defining the normal direction as a further boundary condition, it is avoided that the replacement element has a different orientation than the surface to be measured.
[0037] Bei dem Ersatzelement kann es sich also beispielsweise um ein Minimumelement oder ein Betragsminimumelement handeln. The replacement element may thus be, for example, a minimum element or an absolute minimum element.
[0038] Ergänzend kann selbstverständlich auch bei diesem Vorgehen festgelegt sein, dass eine endgültige Validierungsgrenze bestimmt wird, indem die mittels des Ersatzelements bestimmte Validierungsgrenze um eine vorbestimmte Distanz auf die endgültige Validierungsgrenze verringert wird, wie es auch bereits voranstehend beschrieben wurde. In addition, it can of course also be determined in this procedure that a final validation limit is determined by the validation limit determined by the replacement element is reduced by a predetermined distance to the final validation limit, as already described above.
[0039] Bei den voranstehend benannten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte eine Lage relativ zu der Validierungsgrenze ist, und dass ein Messpunkt als ungültig bestimmt wird, wenn sich die Validierungsgrenze zwischen dem Messpunkt und der Sollgeometrie befindet. In the above-mentioned embodiments can be provided that the respective property of the measuring points is a position relative to the validation limit, and that a measurement point is determined to be invalid when the validation boundary between the measuring point and the desired geometry is.
[0040] Die Validierungsgrenze bildet in diesem Fall dann eine Grenze, bis zu der Messpunkte als gültig angesehen werden. Messpunkte, die von der Sollgeometrie weiter als die Validierungsgrenze abweichen, werden pauschal als ungültig betrachtet. [0041] In noch einer weiteren Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass Schnittpunkte einer die Messpunkte verbindenden Messkurve mit der Validierungsgrenze bestimmt werden, und dass Messpunkte in relativ zu den Schnittpunkten definierten Bereichen als ungültige Messpunkte bestimmt werden. The validation limit in this case then forms a limit up to which measurement points are considered valid. Measurement points that deviate from the target geometry further than the validation limit are considered to be invalid. In yet a further development, it can be provided that intersections of a measurement curve connecting the measurement points with the validation boundary are determined, and that measurement points in regions defined relative to the intersection points are determined to be invalid measurement points.
[0042] Verbindet man die Messpunkte in chronologischer Reihenfolge, d.h. aufeinanderfolgend nach ihrem Aufzeichnungszeitpunkt, erhält man eine Kurve, die in etwa die Bewegung eines die zu vermessende Oberfläche antastenden Tastelements, beispielsweise einer Tastkugel, beschreibt. Die Schnittpunkte dieser Kurve mit der Validierungsgrenze lassen sich bestimmen. Da eine Tastkugel sich immer in eine Vertiefung, beispielsweise eine Nut, hineinbewegt und aus dieser wieder herausbewegt bzw. sich auf eine Erhebung hinauf und von dieser herab bewegt, markieren die Schnittpunkte in etwa den Beginn und das Ende einer Erhebung bzw. einer Vertiefung. Da regelmäßig aufgrund von Schwingungsbewegungen gerade die Messpunkte kurz vor und kurz nach diesen Erhebungen und Vertiefungen nicht zur Validierung verwendet werden können, kann beispielsweise definiert werden, dass sämtliche Messpunkte, die sich 5 mm vor oder hinter einem Schnittpunkt befinden, als ungültig bestimmt werden. Die Richtung der bestimmten Entfernung liegt dabei in der Regel parallel zu der Sollgeometrie. Die definierten Bereiche werden somit lediglich anhand der vorab bestimmten Validierungsgrenze und der Messkurve festgelegt. Die Sollgeometrie hat keinen unmittelbaren Einfluss auf die Lage der definierten Bereiche. Vielmehr hat eine durch die Messkurve wiedergegebene Istgeometrie des zu vermessenden Werkstücks einen unmittelbaren Einfluss auf die Lage der definierten Bereiche. Die definierten Bereiche werden abhängig von einer Istgeometrie des zu vermessenden Werkstücks bestimmt. Somit werden die definierten Bereiche bestimmt, wobei eine Lage von Hindernissen, insbesondere von Erhebungen bzw. Vertiefungen, vorab unbekannt sein kann. Insbesondere werden keine Hindernisse, insbesondere Erhebungen bzw. Vertiefungen, in der Sollgeometrie definiert. Die Sollgeometrie kann lediglich aus einer geometrischen Grundform, etwa einem Kreis, einer Ellipse oder einem Zylinder, insbesondere einem Zylinder mit kreisförmiger Grundfläche, gebildet sein. [0043] Entsprechend kann vorgesehen sein, dass die definierten Bereiche mit einem Entfernungswert vor und/oder hinter einem jeweiligen Schnittpunkt definiert werden. If one connects the measuring points in chronological order, ie successively according to their recording time, one obtains a curve which roughly describes the movement of a scanning element which touches the surface to be measured, for example a probe ball. The intersections of this curve with the validation limit can be determined. Since a probe ball always moves into a depression, for example a groove, and moves out of it again or moves up to and from an elevation, the points of intersection roughly mark the beginning and the end of an elevation or depression. Since, due to oscillatory movements, the measuring points just before and shortly after these elevations and depressions can not regularly be used for validation, it can be defined, for example, that all measuring points located 5 mm before or after an intersection are determined to be invalid. The direction of the specific distance is usually parallel to the desired geometry. The defined ranges are thus determined only on the basis of the previously determined validation limit and the measurement curve. The target geometry has no direct influence on the position of the defined areas. Rather, an actual geometry represented by the measurement curve of the workpiece to be measured has a direct influence on the position of the defined areas. The defined areas are determined depending on an actual geometry of the workpiece to be measured. Thus, the defined areas are determined, wherein a location of obstacles, especially elevations or depressions, may be previously unknown. In particular, no obstacles, in particular elevations or depressions, are defined in the desired geometry. The desired geometry can only be formed from a basic geometric shape, such as a circle, an ellipse or a cylinder, in particular a cylinder with a circular base. Accordingly, it can be provided that the defined regions are defined with a distance value before and / or behind a respective intersection.
[0044] Als Bereiche ergeben sich somit beispielsweise Streifen einer gewissen Breite, die sich normal zu der Sollgeometrie erstrecken. Auf diese Weise lassen sich Messergebnisse in bestimmten Bereichen gänzlich von der Validierung ausnehmen. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass eine Lage von Erhebungen und/oder Vertiefungen nicht vorher bekannt sein muss, um die Bereiche zu definieren. Die Lage der Vertiefungen und/oder Erhebungen wird vielmehr durch Bestimmung der Schnittpunkte der Messkurve mit der Validierungsgrenze bestimmt. As areas thus arise, for example, strips of a certain width, which extend normal to the desired geometry. In this way, measurement results in certain areas can be excluded entirely from the validation. It is particularly advantageous that a location of elevations and / or depressions does not have to be known in advance in order to define the areas. The position of the depressions and / or elevations is rather determined by determining the intersection of the trace with the validation boundary.
[0045] Auf diese Weise lassen sich auch sämtliche Messpunkte, die in einer Nut erfasst wurden, bestimmen. Entweder können hierzu Bereiche vor und/oder hinter den Schnittpunkten entsprechend groß definiert werden, so dass sie sich überlappen oder es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Bereich zwischen zwei Schnittpunkten vollständig aufgenommen wird. Dabei lässt sich aus der Kenntnis, in welcher Reihefolge die Messpunkte aufgezeichnet wurden, ein "erster" Schnittpunkt und ein "zweiter" bzw. späterer Schnittpunkt bestimmen und der Bereich zwischen den Schnittpunkten, der tatsächlich die Nut darstellt, verlässlich ausnehmen. Ansonsten wäre unter Umständen bei einer kreisförmigen Sollgeometrie und lediglich zwei Schnittpunkten nicht eindeutig klar, welcher Bereich die Nut bildet und welcher Bereich die eigentlich gewünschten Messergebnisse aufweist. In this way, all measuring points that were recorded in a groove can be determined. Either areas in front of and / or behind the intersection points can be defined correspondingly large such that they overlap, or it can be provided, for example, that a region between two intersection points is completely accommodated. From the knowledge of the order in which the measuring points were recorded, a "first" point of intersection and a "second" or later point of intersection can be determined and the area between the points of intersection, which actually represents the groove, can be reliably excluded. Otherwise, under certain circumstances, with a circular desired geometry and only two points of intersection, it would not be absolutely clear which region forms the groove and which region has the actual desired measurement results.
[0046] In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Validierungsgrenze bestimmt wird, indem ein Kegelgrenzwinkel festgelegt wird, und die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte die Richtung einer Antastkraft eines die Messpunkte erfassenden taktilen Sensors ist, und dass die Messpunkte, bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft außerhalb des Kegelgrenzwinkels liegt, als ungültige Messpunkte bestimmt werden. [0047] Die Richtung der Antastkraft während eines Scanning- Vorgangs bestimmt sich durch Vektoraddition aus der Antastkraft in Normalenrichtung und der an der Oberfläche zwischen dem Werkstück und dem Tastelement wirkenden Gleitreibungskraft. In der Praxis hat sich gezeigt, dass ein Kegelgrenzwinkel von etwa 11°, d.h. der Winkel zwischen der Kegelfläche und der Normalen beträgt etwa 11°, geeignet ist, ein ausreichend gutes Validierungsergebnis bereitzustellen. Grundsätzlich kann der Kegelwinkel aber auch kleiner gefasst sein, um mehr Messpunkte auszuschließen oder aber größer gewählt sein, um weniger Messpunkte auszuschließen. Der Kegelgrenzwinkel kann somit in einem Bereich zwischen 0° und 45°, insbesondere zwischen 5° und 30° liegen. In a further embodiment of the method according to the first aspect of the invention, it may be provided that the validation boundary is determined by defining a cone limit angle, and the respective property of the measurement points is the direction of a probing force of a tactile sensor detecting the measurement points, and that the measuring points where the detection of the direction of the probing force is outside the cone limit angle are determined as invalid measuring points. The direction of the probing force during a scanning operation is determined by vector addition of the normal direction probing force and the sliding frictional force acting on the surface between the workpiece and the probe element. In practice it has been found that a cone limit angle of about 11 °, ie the angle between the conical surface and the normal is about 11 °, is suitable for providing a sufficiently good validation result. In principle, however, the cone angle can also be made smaller in order to exclude more measuring points or be chosen larger in order to exclude fewer measuring points. The cone boundary angle can thus be in a range between 0 ° and 45 °, in particular between 5 ° and 30 °.
[0048] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Möglichkeiten zur Bestimmung der Validierungsgrenze nicht nur alternativ sondern auch kumulativ angewendet werden könne. Dabei können die einzelnen Weiterbildungen gleichzeitig oder aber auch aufeinanderfolgend ausgeführt werden. Beispielsweise kann vorgesehen sein, zunächst eine Validierungsgrenze mittels eines Extremwertpunkts zu bestimmen, so dass man eine Validierungsgrenze erhält, die sich in der Validierungsgrenzenentfernung parallel zur Sollgeometrie erstreckt und eine erste Anzahl von Messpunkten mittels dieser Validierungsgrenze ausgeschlossen werden kann. Anschließend kann dann beispielsweise noch vorgesehen werden, mittels eines Kegelgrenzwinkels und einer Bestimmung der Richtung der Antastkräfte in den Messpunkten weitere Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen. Entsprechend sind auch andere Kombinationsmöglichkeiten gegeben. Des Weiteren ist das Verfahren auf alle Geometrien und beliebige Freiformflächen anwendbar. Bei den Geometrien kann es sich dabei um beliebige zweidimensionale geometrische Elemente oder beliebige dreidimensionale geometrische Körper handeln. Die Sollgeometrie bzw. Sollfreiformfläche muss dabei selbstverständlich bekannt sein, wobei eine Lage von Vertiefungen (Nuten) oder Erhebungen auf den Sollgeometrien bzw. Sollfreiformflä- chen jedoch nicht bekannt sein muss. It is understood that the abovementioned possibilities for determining the validation limit can be applied not only alternatively but also cumulatively. In this case, the individual developments can be carried out simultaneously or in succession. For example, it may be provided to first determine a validation limit by means of an extreme value point, so that one obtains a validation limit which extends in the validation boundary distance parallel to the desired geometry and a first number of measurement points can be excluded by means of this validation limit. Subsequently, it can then be provided, for example, to mark further measurement points as invalid by means of a cone limit angle and a determination of the direction of the probing forces in the measurement points. Accordingly, other combination options are given. Furthermore, the method is applicable to all geometries and any free-form surfaces. The geometries can be arbitrary two-dimensional geometric elements or arbitrary three-dimensional geometric bodies. Of course, the desired geometry or nominal free-form surface must be known, but a position of recesses (grooves) or elevations on the desired geometries or predetermined free-form surfaces need not be known.
[0049] Es versteht sich somit, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is therefore understood that the features mentioned above and those yet to be explained not only in each case Combination, but also be used alone, without departing from the scope of the present invention.
[0050] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show it:
Fig. 1 eine Ausführungsform eines Koordinatenmessgeräts gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, 1 shows an embodiment of a coordinate measuring machine according to a second aspect of the invention,
Fig. 2 eine Detailansicht eines Tastkopfs in einer Ausführungsform des Koordinatenmessgeräts in Fig. 1, 2 is a detail view of a probe in an embodiment of the coordinate measuring machine in Fig. 1,
Fig. 3 eine Ausführungsform eines Verfahrens gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, 3 shows an embodiment of a method according to a first aspect of the invention,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens gemäß dem ersten 4 shows a further embodiment of a method according to the first
Aspekt der Erfindung,  Aspect of the invention,
Fig. 5 eine weitere Darstellung zur Erläuterung des Verfahrens in Fig. 4, und Fig. 5 is another illustration for explaining the method in Fig. 4, and
Fig. 6 noch eine weitere Ausführungsform des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung. Fig. 6 shows yet another embodiment of the method according to the first aspect of the invention.
[0051] Das Koordinatenmessgerät 10 weist eine Messoberfläche 12 auf, auf der ein Werkstück 14 angeordnet ist. Auf der Messoberfläche 12 ist ein Portal 16 in einer Y-Richtung beweglich gelagert. An dem Portal 16 ist ein Schlitten 18 in einer X- Richtung beweglich gelagert. In dem Schlitten 18 wiederum ist eine Pinole 20 in Z- Richtung verschieblich gelagert. [0052] An einem Ende der Pinole 20 befindet sich ein Tastkopf 22, der einen Taststift 24 mit einer Tastkugel 26 in sich aufnimmt. The coordinate measuring machine 10 has a measuring surface 12 on which a workpiece 14 is arranged. On the measuring surface 12, a portal 16 is movably mounted in a Y-direction. At the portal 16, a carriage 18 is movably mounted in an X direction. In turn, a quill 20 is displaceably mounted in the carriage 18 in the Z direction. At one end of the sleeve 20 is a probe 22 which receives a stylus 24 with a Tastkugel 26 in itself.
[0053] Auf diese Weise kann der Taststift 18 in beliebiger Richtung an das Werkstück 14 herangefahren werden und das Werkstück 14 mit der Tastkugel 26 angetastet werden. In this way, the stylus 18 can be approached in any direction to the workpiece 14 and the workpiece 14 are touched with the probe ball 26.
[0054] Es sind Skalen 28, 29, 30 vorgesehen, entlang derer das Portal 16, der Schlitten 18 und die Pinole 20 bewegt werden. Mittels geeigneter Sensorik kann so anhand der Skalen 28, 29, 30 die Position des Portals 16, des Schlittens 18 und der Pinole 20 bestimmt werden. Der Tastkopf 22 weist eine weitere Sensorik (nicht dargestellt) auf, die aktiv oder passiv messend ausgestaltet sein kann. Mittels dieser Sensorik kann eine Auslenkung des Taststifts 18 relativ zu dem Tastkopf 22 bzw. der Pinole 20 bestimmt werden, so dass auch eine Position der Tastkugel 26 bekannt ist. There are scales 28, 29, 30 are provided, along which the portal 16, the carriage 18 and the sleeve 20 are moved. By means of suitable sensors, the position of the portal 16, the carriage 18 and the quill 20 can be determined on the basis of the scales 28, 29, 30. The probe 22 has a further sensor (not shown), which can be designed active or passive measuring. By means of this sensor, a deflection of the stylus 18 relative to the probe 22 and the sleeve 20 can be determined, so that a position of the probe ball 26 is known.
[0055] Das Koordinatenmessgerät 10 weist des Weiteren eine Regelungseinrichtung 32 auf, die beispielsweise als üblicher Computer ausgebildet sein kann. In üblicher Ausgestaltung weist die Regelungseinrichtung 32 dann eine Ausgabeeinrichtung 34 und eine Eingabeeinrichtung 36 auf, so dass ein Benutzer an der Ausgabeeinrichtung 34 Ergebnisse von Vermessungen ablesen oder beispielsweise ein Ablaufprogramm für einen Messvorgang starten kann. Mittels der Eingabeeinrichtung 36 können beispielsweise verschiedene Modifikationen hinsichtlich der Geschwindigkeit des Messvorgangs, der anzutastenden Oberflächen usw. vorgenommen werden. Des Weiteren ist eine Auswertungseinrichtung 38 vorgesehen, die dazu vorgesehen ist, die von dem Koordinatemessgerät 10 erfassten Messdaten mittels eines nachfolgend beschriebenen Verfahrens auszuwerten. Die Auswertungseinrichtung 38 ist als Teil der Regelungseinrichtung 32 dargestellt, grundsätzlich kann die Auswertungseinrichtung 38 aber auch separat vorgesehen sein. The coordinate measuring machine 10 further comprises a control device 32, which may be formed, for example, as a conventional computer. In a conventional embodiment, the control device 32 then has an output device 34 and an input device 36, so that a user can read results of measurements at the output device 34 or, for example, start a sequence program for a measurement process. By means of the input device 36, for example, various modifications with regard to the speed of the measuring process, the surfaces to be touched, etc., can be made. Furthermore, an evaluation device 38 is provided, which is provided to evaluate the measurement data acquired by the coordinate measuring device 10 by means of a method described below. The evaluation device 38 is shown as part of the control device 32, but in principle the evaluation device 38 can also be provided separately.
[0056] Die Regelungseinrichtung 32 ist dazu in der Lage, das Werkstück 14 automatisch zu vermessen. Alternativ oder kumulativ kann selbstverständlich auch eine Bedieneinrichtung 40 vorgesehen sein, um einen Messvorgang manuell durchzuführen. So kann beispielsweise ein bestimmter Messvorgang angelernt oder bei einem Ausfall der Regelungseinrichtung 32 die Steuerung des Koordinatenmessgeräts 10 manuell übernommen werden. The control device 32 is capable of automatically measuring the workpiece 14. Of course, as an alternative or cumulatively, too an operating device 40 may be provided to perform a measuring operation manually. Thus, for example, a certain measuring operation can be taught or, in the event of failure of the control device 32, the control of the coordinate measuring machine 10 can be taken over manually.
[0057] Die Regelungseinrichtung 32 kann, wie dargestellt, eine Kabelverbindung zu den übrigen Elementen des Koordinatenmessgeräts 10 aufweisen, sie kann aber auch drahtlos verbunden sein. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Regelungseinrichtung 32 ein integraler Bestandteil der übrigen Elemente ist, beispielsweise in der Messoberfläche 14 oder in dem Portal 16 angeordnet ist. Dort können auch die Ausgabeeinrichtung 34 oder die Eingabeeinrichtung 36 angeordnet sein. The control device 32 may, as shown, have a cable connection to the other elements of the coordinate measuring machine 10, but it may also be wirelessly connected. Of course, it can also be provided that the control device 32 is an integral part of the remaining elements, for example, in the measuring surface 14 or in the portal 16 is arranged. There, the output device 34 or the input device 36 may be arranged.
[0058] Fig. 2 zeigt anhand einer vereinfachten schematischen Darstellung die grundlegende Funktionsweise des Tastkopfs 22. Der Tastkopf 22 ist dabei als aktiver Tastkopf ausgeführt, mit dem eine Antastkraft, mit der die Tastkugel 26 das Werkstück 14 antastet, geregelt werden kann. Der Tastkopf 22 besitzt einen feststehenden Teil 40 und einen beweglichen Teil 42, die über zwei Blattfedern 44, 46 miteinander verbunden sind. Die Blattfedern 44, 46 bilden ein Federparallelogramm, das eine Bewegung des Teils 42 in Richtung des Pfeils 48 ermöglicht. Damit kann der Taststift 24 um eine Strecke 50 aus seiner Ruhelage ausgelenkt werden. Bei der Bezugsziffer 24' ist der Taststift 24 in der ausgelenkten Position schematisch dargestellt. Fig. 2 shows a simplified schematic representation of the basic operation of the probe 22. The probe 22 is designed as an active probe, with which a probing force with which the probe ball 26, the workpiece 14 touches, can be controlled. The probe 22 has a fixed part 40 and a movable part 42, which are connected to each other via two leaf springs 44, 46. The leaf springs 44, 46 form a spring parallelogram, which allows movement of the part 42 in the direction of the arrow 48. Thus, the stylus 24 can be deflected by a distance 50 from its rest position. The reference numeral 24 ', the stylus 24 is shown schematically in the deflected position.
[0059] Die Auslenkung des Taststifts 24 relativ zu dem feststehenden Teil 40 kann die Folge einer Antastung des Werkstücks 14 sein. Die die Auslenkung des Taststifts 24 wird bei der Bestimmung der Raumkoordinaten der Tastkugel 26 berücksichtigt. Darüber hinaus kann die Auslenkung des Taststifts 24 bei einem aktiven Tastkopf 22 mit Hilfe eines Messkraftgenerators erzeugt werden. An dem feststehenden Teil 40 und an dem beweglichen Teil 42 ist jeweils ein Schenkel 51, 52 angeordnet. Die Schenkel 51, 52 stehen parallel zu den Blattfedern 44, 46 und parallel zueinander. Zwischen den Schenkeln 51, 52 ist ein Sensor 54 (hier mit einer Skala 55 dargestellt) und ein Messkraftgenerator bzw. Messkraftgeber 57 angeordnet. Der Sensor 54 kann eine Tauchspule, ein Hall-Sensor, ein piezoresistiver Sensor oder ein anderer Sensor sein, mit dessen Hilfe die räumliche Auslenkung des Taststifts 18 relativ zu dem feststehenden Teil 40 bestimmt werden kann. Der Messkraftgenerator 57 kann beispielsweise eine Tauchspule sein, mit deren Hilfe die beiden Schenkel 51, 52 gegeneinander gezogen oder auseinander gedrückt werden können. Der Tastkopf 22 ist entsprechend auch mit der Regelungseinrichtung 64 verbunden, damit diese zum einen Größen wie die Auslenkung und die Antastkraft auslesen kann und zum anderen den Messkraftgenerator 57 steuern kann. The deflection of the stylus 24 relative to the fixed part 40 may be the result of a probing of the workpiece 14. The deflection of the stylus 24 is taken into account in the determination of the spatial coordinates of the probe ball 26. In addition, the deflection of the stylus 24 can be generated at an active probe 22 using a measuring force generator. On the fixed part 40 and on the movable part 42, a leg 51, 52 is arranged in each case. The legs 51, 52 are parallel to the leaf springs 44, 46 and parallel to each other. Between the legs 51, 52, a sensor 54 (shown here with a scale 55) and a measuring force generator or measuring force generator 57 is arranged. The sensor 54 may be a plunger, a Hall sensor, a piezoresistive sensor or another sensor, with the aid of which the spatial deflection of the stylus 18 relative to the fixed part 40 can be determined. The measuring force generator 57 may be, for example, a plunger coil, by means of which the two legs 51, 52 can be pulled against each other or pushed apart. The probe 22 is correspondingly also connected to the control device 64 so that it can read on the one hand sizes such as the deflection and the probing force and on the other hand can control the measuring force generator 57.
[0060] In der vereinfachten Darstellung in Fig. 2 ermöglicht der Tastkopf 22 lediglich eine Auslenkung des Taststifts 18 in Richtung des Pfeils 10. Den einschlägigen Fachleuten ist allerdings bekannt, dass ein solcher Tastkopf 22 typischerweise eine entsprechende Auslenkung in zwei weiteren, orthogonalen Raumrichtungen ermöglicht. Ein Ausführungsbeispiel für einen solchen Tastkopf 22 ist beispielsweise in der Druckschrift DE 44 24 225 AI beschrieben, deren Offenbarung hier durch Bezugnahme eingeschlossen ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen speziellen Tastkopf 22 beschränkt und kann auch mit anderen messenden oder schaltenden Tastköpfen und Sensorköpfen anderer Messsysteme, insbesondere passiven Tastköpfen, realisiert werden. In the simplified illustration in Fig. 2, the probe 22 allows only a deflection of the stylus 18 in the direction of the arrow 10. However, the skilled person is aware that such a probe 22 typically allows a corresponding deflection in two other orthogonal directions in space , An embodiment of such a probe 22 is described for example in the document DE 44 24 225 AI, the disclosure of which is incorporated herein by reference. However, the invention is not limited to this special probe 22 and can also be realized with other measuring or switching probes and sensor heads of other measuring systems, in particular passive probes.
[0061] Den einschlägigen Fachleuten ist bekannt, dass ein Tastkopf 22 bzw. Sensorkopf der in Fig. 2 stark vereinfacht dargestellten Art in der Regel eine Aufnahme besitzt, an der der Taststift 18 bzw. ein anderer Sensor auswechselbar befestigt ist. It is known to those skilled in the art that a probe head 22 or sensor head of the kind shown in greatly simplified form in FIG. 2 generally has a receptacle on which the stylus 18 or another sensor is interchangeably attached.
[0062] Fig. 3 zeigt ein Diagramm 60, in dem auf der Abszisse die Wegstrecke s aufgetragen ist. In Ordinatenrichtung f sind Abweichungen bzw. Positionen in Normalenrichtung aufgetragen. [0063] Entsprechend ergeben sich Messpunkte 62, 64, die im Verlauf eines Messvorgangs in dem dargestellten Diagramm 60 von links nach rechts aufgenommen wurden. Entsprechend ergibt sich aus den Messpunkten 62, 64 eine Schar von Punkten mit den Koordinaten (s, f). Diese Messpunkte 62, 64 sollen nun einer Validierung unterzogen werden, d.h. es sollen gültige Messpunkte 62 von ungültigen Messpunkten 64 unterschieden werden. FIG. 3 shows a diagram 60 in which the distance s is plotted on the abscissa. In the ordinate direction f deviations or positions are plotted in the normal direction. Correspondingly, measuring points 62, 64 are obtained which were recorded from left to right in the course of a measuring operation in the illustrated diagram 60. Accordingly, a set of points with the coordinates (s, f) results from the measurement points 62, 64. These measuring points 62, 64 should now be subjected to a validation, ie valid measuring points 62 should be distinguished from invalid measuring points 64.
[0064] Zugrunde gelegt wird eine Sollgeometrie 66, die der erwarteten Lage einer Oberfläche des Werkstücks 14 entspricht. Im vorliegenden Fall ist dies eine Ebene, die daraufhin überprüft werden soll, ob sie plan ist. Entsprechend ist die Sollgeometrie 66 eine Gerade. It is based on a desired geometry 66, which corresponds to the expected position of a surface of the workpiece 14. In the present case, this is a level to be checked to see if it is flat. Accordingly, the desired geometry 66 is a straight line.
[0065] Das zu scannende Werkstück 14 weist eine Nut 68 auf, die eine Vertiefung in der zu scannenden Oberfläche darstellt. Entsprechend wird eine Tastkugel 26 beim Abtasten nicht dem erwarteten Verlauf der Sollgeometrie 66 folgen können, sondern in die Nut 68 eintauchen. The workpiece 14 to be scanned has a groove 68, which represents a depression in the surface to be scanned. Accordingly, a probe ball 26 during scanning can not follow the expected course of the desired geometry 66, but immerse in the groove 68.
[0066] Zur Validierung der Messpunkte 62, 64 wird zunächst ein Extremwertpunkt 70 gesucht. Im vorliegenden Fall ist dies der in Ordinatenrichtung am tiefsten gelegene Punkt 70. Für Erhebungen wäre es entsprechend der in Ordinatenrichtung f am höchsten gelegene Punkt 70'. To validate the measurement points 62, 64, an extreme value point 70 is first searched. In the present case this is the lowest point 70 in the ordinate direction. For surveys, it would be the highest point 70 'in the ordinate direction f.
[0067] Ausgehend von diesem Extremwertpunkt 70 wird in einer Normalenrichtung 72 eine Entfernung zu der Sollgeometrie in der Normalenrichtung 72 bestimmt. Im vorliegenden Fall befindet sich der Extremwertpunkt 70 genau an dem Grund der Nut 68, so dass seine Entfernung in Normalenrichtung 72 einer wahren Eintauchtiefe 74 einer Tastkugel 26 in das Werkstück 14 entspricht. Die Entfernung des Extremwertpunkts 70 zu der Sollgeometrie 66 in Normalenrichtung 72 kann jedoch auch geringer als die wahre Eintauchtiefe 74 sein. Diese Entfernung des Extremwertpunkts 70 von der Sollgeometrie 66 wird um eine vorbestimmte Distanz 76 verringert. Im vorliegenden Beispiel ist festgelegt, dass diese vorbestimmte Distanz 76 der Hälfte der wahren Eintauchtiefe 74 entspricht. Auf diese Weise erhält man eine Validierungsgrenzenentfernung 77, d.h. den Abstand einer Validierungsgrenze 78 von der Sollgeometrie 66. Es ist festgelegt, dass sich die Validierungsgrenze 78 parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt, d.h. im vorliegenden Fall ist die Validierungsgrenze 78 ebenfalls eine Gerade, die sich in der ValidierungsgrenzenentfernungStarting from this extreme value point 70, a distance to the desired geometry in the normal direction 72 is determined in a normal direction 72. In the present case, the extreme value point 70 is located exactly at the bottom of the groove 68, so that its removal in the normal direction 72 corresponds to a true immersion depth 74 of a probe ball 26 into the workpiece 14. However, the distance of the extreme value point 70 to the desired geometry 66 in the normal direction 72 may also be less than the true immersion depth 74. This distance of the extreme point 70 from the desired geometry 66 is reduced by a predetermined distance 76. In the present example, it is determined that this predetermined distance 76 corresponds to half the true immersion depth 74. In this way, one obtains a validation limit distance 77, ie the distance of a validation boundary 78 from the desired geometry 66. It is defined that the validation boundary 78 extends parallel to the desired geometry 66, ie in the present case the validation boundary 78 is also a straight line that extends in the validation boundary distance
77 parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt. 77 extends parallel to the desired geometry 66.
[0068] Sämtliche Messwertpunkte 64, für die gilt, dass sich die Validierungsgrenze 78 zwischen ihrem Ort und der Sollgeometrie 66 erstreckt, werden als ungültige Messpunkte 64 gekennzeichnet. Mit anderen Worten sind all diejenigen Messpunkte 64 ungültig, die weiter als die Validierungsgrenze 78 von der Sollgeometrie 66 entfernt sind. Wahlweise kann festgelegt werden, dass Messpunkte, die genau auf der Validierungsgrenze 78 liegen, gültig oder ungültig sind. All measured value points 64, for which the validation limit 78 extends between their location and the desired geometry 66, are marked as invalid measuring points 64. In other words, all those measuring points 64 that are farther than the validation limit 78 from the desired geometry 66 are invalid. Optionally, it can be determined that measurement points that are exactly on the validation boundary 78 are valid or invalid.
[0069] Zu einer weiteren Auswertung werden dann entsprechend nur noch die gültigen Messpunkte 62 herangezogen. For a further evaluation, then only the valid measuring points 62 are used accordingly.
[0070] Des Weiteren kann dann vorgesehen sein, dass in Ordinatenrichtung ein Mittelwert der ungültigen Messwerte 64 gebildet wird. Dieser Mittelwert 80 kann dann ebenfalls um die vorbestimmte Distanz 76', die eventuell von der vorbestimmten Distanz 76 abweichen kann, in Richtung der Sollgeometrie 66 verringert werden, so dass sich eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung 77' ergibt. Entsprechend lässt sich nun eine endgültige Validierungsgrenze 82 finden, die sich in der Validierungsgrenzenentfernung 77' parallel zu der Sollgeometrie 66 erstreckt. Furthermore, it can then be provided that an average value of the invalid measured values 64 is formed in the ordinate direction. This mean value 80 can then also be reduced by the predetermined distance 76 ', which may possibly deviate from the predetermined distance 76, in the direction of the desired geometry 66, so that a final validation limit distance 77' results. Accordingly, a final validation limit 82 can be found which extends in the validation boundary distance 77 'parallel to the desired geometry 66.
[0071] Entsprechend können auch nun wieder alle Punkte, die von der Sollgeometrie 66 weiter entfernt sind als die endgültige Validierungsgrenze, als ungültige Messpunkte 64 gekennzeichnet werden. Correspondingly, all points that are further away from the desired geometry 66 than the final validation limit can again be marked as invalid measuring points 64.
[0072] Wahlweise kann nun wiederum ein Mittelwert der nunmehr als ungültig gekennzeichnete Messpunkte 64 gebildet werden und der voranstehend beschriebene Vorgang wiederholt werden. Auf diese Weise kann eine Art iterativer Vorgang gebildet werden. Bevorzugterweise ist jedoch vorgesehen, lediglich einmal einen Mittelwert der ungültigen Messpunkte 64 zu bilden und daraufhin die endgültige Validierungsgrenze 82 festzulegen. Optionally, an average value of the measuring points 64, which are now marked as invalid, may again be formed and the above be repeated process described. In this way, a kind of iterative process can be formed. However, it is preferably provided to form an average of the invalid measuring points 64 only once and then to set the final validation limit 82.
[0073] Entsprechend lässt sich das voranstehend beschriebene Verfahren auch für Erhebungen durchführen. Zur Verständlichkeit kann das voranstehend beschriebenen Verfahren noch einmal für Vertiefungen und einmal für Erhebungen durchgeführt werden, so dass auch bei Werkstücken 14, die sowohl Erhebungen als auch Vertiefungen aufweisen, eine entsprechende Validierung durchgeführt werden kann. Accordingly, the method described above can also be carried out for surveys. For the sake of clarity, the method described above can be carried out once again for depressions and once for elevations, so that a corresponding validation can also be carried out for workpieces 14 which have both elevations and depressions.
[0074] Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Bestimmung von ungültigen Messpunkten 64. Die Eintragung der einzelnen Messpunkte wurde aus Übersichtsgründen in der Fig. 4 nicht vorgenommen. In dieser Ausführungsform werden definierte Bereiche 84, 85 vorgesehen, wobei festgelegt ist, dass Messpunkte 64, die sich in den Bereichen 84, 85 befinden, als ungültig bestimmt werden. Die definierten Bereiche 84, 85 sollen dazu dienen, insbesondere am Anfang und am Ende der Nut 68 vorhandene Messpunkte als ungültig zu kennzeichnen, da diese Bereiche vornehmlich von Über- bzw. Unterschwingern gekennzeichnet sind und einen entsprechenden, nicht zu verwendenden Verlauf von Messpunkten 64 aufweisen. FIG. 4 shows a further embodiment for the determination of invalid measuring points 64. The entry of the individual measuring points was not made in FIG. 4 for reasons of clarity. In this embodiment, defined areas 84, 85 are provided, wherein it is determined that measurement points 64 located in the areas 84, 85 are determined to be invalid. The defined regions 84, 85 are intended to mark existing measurement points as invalid, in particular at the beginning and at the end of the groove 68, since these regions are predominantly characterized by overshoots or undershoots and have a corresponding course of measurement points 64 which is not to be used ,
[0075] Da unter Umständen nicht bekannt ist, wo Erhebungen oder Vertiefungen wie beispielsweise die Nut 68 vorhanden sind, ist in Fig. 5 eine Möglichkeit angegeben, wie die definierten Bereiche 84, 85 definiert werden können. Since it may not be known where elevations or depressions such as, for example, the groove 68 are present, a possibility is indicated in FIG. 5 how the defined regions 84, 85 can be defined.
[0076] In Fig. 5 ist dafür eine Messkurve bzw. ein Messergebnis 87 dargestellt, das erhalten wird, indem die Messpunkte 82, 84 in chronologischer Reihenfolge miteinander verbunden werden. [0077] Des Weiteren ist die Validierungsgrenze 78 zu bestimmen, beispielsweise mittels eines der voranstehenden Verfahren, oder indem ein Ersatzelement 88 beispielsweise als Minimumgerade mit festgelegter Normalenrichtung 72 approximiert wird. Die weitere Randbedingung der vorgegebenen Normalenrichtung 72 vermeidet, dass die Minimumgerade schräg zu der Sollgeometrie 66 approximiert wird. Auf diese Weise wird auf jeden Fall erreicht, dass das Zusatzelement 88 parallel zu der Sollgeometrie 66 verläuft. FIG. 5 shows a measurement curve or a measurement result 87 for this purpose, which is obtained by connecting the measurement points 82, 84 in chronological order. Furthermore, the validation limit 78 is to be determined, for example by means of one of the preceding methods, or by approximating a replacement element 88, for example, as a minimum straight line with a defined normal direction 72. The further boundary condition of the predefined normal direction 72 avoids that the minimum straight line is approximated obliquely to the desired geometry 66. In this way, it is achieved in any case that the additional element 88 runs parallel to the desired geometry 66.
[0078] Selbstverständlich kann die Validierungsgrenze 78 auch auf eine der anderen, voranstehend beschriebenen Arten bestimmt worden sein. Of course, the validation limit 78 may also have been determined in one of the other ways described above.
[0079] Nun werden Schnittpunkte 91, 92 zwischen der Validierungsgrenze 78 und der Messkurve 87 bestimmt. Now, intersections 91, 92 between the validation boundary 78 and the measurement curve 87 are determined.
[0080] Die Schnittpunkte 91, 92 geben ein Indiz für die ungefähre Lage der Nut 68, indem sie deren Anfang und deren Ende in etwa beschreiben. The intersections 91, 92 give an indication of the approximate location of the groove 68 by describing their beginning and end in approximately.
[0081] Ausgehend von den Schnittpunkten 91, 92 werden nun die definierten Bereiche 84, 85 definiert, im vorliegenden Beispiel etwa, indem ausgehend von dem Schnittpunkt 91 eine Entfernung in negativer s-Richtung definiert wird und ausgehend von dem Schnittpunkt 92 eine Entfernung in positiver s-Richtung definiert wird. Sämtliche Messpunkte 64, deren s-Koordinate innerhalb dieser definierten Bereiche 84, 85 liegen, werden nun als ungültig gekennzeichnet. Starting from the intersection points 91, 92, the defined regions 84, 85 are defined, in the present example, for example, by defining a distance in the negative s direction starting from the intersection point 91 and starting from the intersection point 92, a distance in positive s direction is defined. All measuring points 64 whose s-coordinates lie within these defined regions 84, 85 are now marked as invalid.
[0082] Ergänzend kann beispielsweise noch vorgesehen sein, dass bestimmt wird, dass der Schnittpunkt 91 "vor" dem Schnittpunkt 92 liegt und sämtliche Messpunkte zwischen den Schnittpunkten 91, 92 ebenfalls als ungültig gekennzeichnet werden. Des Weiteren lässt sich das beschriebene Verfahren auch mit den voranstehend beschriebenen Verfahren kumulieren, beispielsweise der Bestimmung von ungültigen Messpunkten 64 anhand einer auf Basis eines Extremwertpunkts in einer vorbestimmten Distanz bestimmten Validierungsgrenze 78. [0083] Auf diese Weise lassen sich zuverlässig in der Nut 68 und an den Rändern der Nut aufgrund von Über- bzw. Unterschwingern erzeugte Messpunkte kennzeichnen und von einer weiteren Auswertung, die zu der letztendlich validierten Messkurve 89 führt, ausschließen. In addition, it can be provided, for example, that it is determined that the point of intersection 91 lies "in front" of the intersection point 92 and all measuring points between the intersection points 91, 92 are also marked as invalid. Furthermore, the described method can also be cumulated with the methods described above, for example the determination of invalid measuring points 64 based on a validation limit 78 determined on the basis of an extreme value point at a predetermined distance. In this way, measuring points produced reliably in the groove 68 and at the edges of the groove due to overshoots or undershoots can be identified and excluded from a further evaluation, which leads to the finally validated measuring curve 89.
[0084] Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform des Validierungsverfahrens, das alternativ oder kumulativ zu den voranstehend dargestellten Ausführungsformen angewendet werden kann. Dabei wird ein Kegelgrenzwinkel 94 zu der Normalenrichtung 72 der Sollgeometrie 66 festgelegt, wobei gilt, dass nur solche Messpunkte 62 als gültig angesehen werden, bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft zwischen der Tastkugel 26 und dem Werkstück 14 innerhalb dieses Kegelgrenzwinkels 94 lag. Fig. 6 shows another embodiment of the validation method which can be used alternatively or cumulatively to the embodiments presented above. In this case, a cone limit angle 94 is set to the normal direction 72 of the desired geometry 66, it being true that only those measuring points 62 are considered valid, the detection of the direction of the contact force between the Tastkugel 26 and the workpiece 14 was within this Kegelgrenzwinkels 94.
[0085] In diesem Fall sind dann selbstverständlich zusammen mit den Koordinaten eines Messpunktes auch ein Vektor 96 der Antastkraft zu dem Erfassungszeitpunkt aufzuzeichnen. Hierzu ist beispielsweise der in Fig. 2 dargestellte Tastkopf geeignet. In this case, of course, together with the coordinates of a measuring point, a vector 96 of the probing force at the detection time point must also be recorded. For this purpose, for example, the probe shown in Fig. 2 is suitable.
[0086] Darauffolgend wird für jeden der Messpunkte 62, 64 die Richtung der Antastkraft abgefragt und mit dem Kegelgrenz winkel 94 verglichen. Nun werden lediglich die Messpunkte 62 als gültig bestimmt, bei denen die Richtung 96 der Antastkraft innerhalb des Kegelgrenzwinkels 94 liegt. Subsequently, for each of the measuring points 62, 64, the direction of the probing force is interrogated and compared with the cone boundary angle 94. Now only the measuring points 62 are determined to be valid, in which the direction 96 of the probing force is within the cone limit angle 94.
[0087] Da in der Regel Messpunkte, die bei einer frei schwebenden Tastkugel 26 erfasst werden, einen deutlich anderen Vektor 96 aufweisen als diejenigen Messpunkte, die bei bestehendem Kontakt zwischen dem Werkstück 14 und der Tastkugel 26 aufgezeichnet werden, lässt sich hier ebenfalls eine geeignete Validierung der Messpunkte 62, 64 vornehmen. [0088] Es versteht sich auch für diese Ausführungsform, dass sie nicht nur alternativ sondern auch kumulativ mit den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werde kann. Since, as a rule, measuring points which are detected in a free-floating probe ball 26 have a significantly different vector 96 than those measuring points which are recorded in the event of contact between the workpiece 14 and the probe ball 26, a suitable one can also be used here Validation of the measuring points 62, 64 make. It is also understood for this embodiment that it can be used not only alternatively but also cumulatively with the embodiments described above.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Validierung eines mehrere Messpunkte (62, 64) aufweisenden Messergebnisses (87) eines Koordinatenmessgeräts (10), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: Method for validating a measurement result (87) of a coordinate measuring machine (10) having a plurality of measurement points (62, 64), characterized by the following steps:
• Bestimmen einer Validierungsgrenze (78) relativ zu einer bekannten Sollgeometrie (66) eines zu vermessenden Werkstücks (14), Determining a validation limit (78) relative to a known desired geometry (66) of a workpiece (14) to be measured,
• Bestimmen von ungültigen (64) und von gültigen (62) Messpunkten anhand einer jeweiligen Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) relativ zu der Validierungsgrenze (78). • determining invalid (64) and valid (62) measurement points based on a respective property of the measurement points (62, 64) relative to the validation limit (78).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Schnittpunkte (91, 92) einer die Messpunkte (62, 64) verbindenden Messkurve (87) mit der Validierungsgrenze (78) bestimmt werden, und dass Messpunkte (62, 64) in relativ zu den Schnittpunkten (91, 92) definierten Bereichen (84, 85) als ungültige Messpunkte (64) bestimmt werden. 2. The method according to claim 1, characterized in that intersections (91, 92) of a measuring points (62, 64) connecting the measuring curve (87) with the validation limit (78) are determined, and that measuring points (62, 64) in relative to the points of intersection (91, 92) defined areas (84, 85) are determined as invalid measuring points (64).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Bereiche (84, 85) mit einem Entfernungswert vor und/oder hinter einem jeweiligen Schnittpunkt (91, 92) definiert werden. 3. The method according to claim 2, characterized in that the defined regions (84, 85) are defined with a distance value before and / or behind a respective intersection point (91, 92).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem ein außerhalb und/oder innerhalb der Sollgeometrie (66) liegender Extremwertpunkt (70) bestimmt wird, dessen Entfernung in Normalenrichtung (72) am weitesten von der Sollgeometrie (66) entfernt ist, und dass die Entfernung um eine vorbestimmte Distanz (76) auf eine Validierungsgrenzenentfernung (77) verringert wird, so dass sich die Validierungsgrenze (78) in der Validierungsgrenzenentfernung (77) parallel zu der Sollgeometrie (66) erstreckt. 4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the validation limit (78) is determined by determining an extreme value point (70) located outside and / or within the desired geometry (66) whose distance in the normal direction (72) farthest from the desired geometry (66), and that the distance is reduced by a predetermined distance (76) to a validation boundary distance (77) such that the validation limit (78) in the validation boundary distance (77) extends parallel to the desired geometry (66).
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine endgültige Validierungsgrenze (82) bestimmt wird, indem ein Mittelwert (80) der Entfernungen aller Messpunkte gebildet wird, deren Entfernung in Normalenrichtung (72) zu der Sollgeometrie (66) größer ist als die Validierungsgrenzenentfernung (77), und dass der Mittelwert (80) um eine vorbestimmte Distanz (76) auf eine endgültige Validierungsgrenzenentfernung (77) verringert wird, so dass sich die endgültige Validierungsgrenze (78) in der endgültigen Validierungsgrenzenentfernung (77) parallel zu der Sollgeometrie (66) erstreckt. 5. The method according to claim 4, characterized in that a final validation limit (82) is determined by forming an average value (80) of the distances of all measurement points whose distance in the normal direction (72) to the desired geometry (66) is greater than that Validation Boundary Distance (77), and that the average (80) is reduced by a predetermined distance (76) to a final validation boundary distance (77) such that the final validation limit (78) in the final validation boundary distance (77) is parallel to the desired geometry (77). 66).
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem die Messwerte (62, 64) mit einem Ersatzelement (88) approximiert werden, dessen geometrische Grundform der der Sollgeometrie (66) entspricht, und das Ersatzelement (88) die Validierungsgrenze (78) bildet, wobei vor Bestimmung der Validierungsgrenze (78) festgelegt wird, dass eine Normalenrichtung (72) des Ersatzelements (88) einer Normalenrichtung (72) der Sollgeometrie (66) entspricht. 6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the validation limit (78) is determined by the measured values (62, 64) are approximated with a replacement element (88) whose geometric shape corresponds to the desired geometry (66) and the replacement element (88) forms the validation boundary (78), wherein before determining the validation boundary (78) it is determined that a normal direction (72) of the replacement element (88) corresponds to a normal direction (72) of the desired geometry (66).
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ersatzelement (88) ein Minimumelement oder ein Betragsminimumelement ist. 7. The method according to claim 6, characterized in that the replacement element (88) is a minimum element or an absolute minimum element.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) eine Lage relativ zu der Validierungsgrenze (78) ist, und dass ein Messpunkt (64) als ungültig bestimmt wird, wenn sich die Validierungsgrenze (78) zwischen dem Messpunkt (64) und der Sollgeometrie (66) befindet. 8. The method according to claim 1 or any one of claims 4 to 7, characterized in that the respective property of the measuring points (62, 64) is a position relative to the validation limit (78), and that a measuring point (64) determines invalid when the validation limit (78) is between the measuring point (64) and the desired geometry (66).
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Validierungsgrenze (78) bestimmt wird, indem ein Kegelgrenzwinkel (94) festgelegt wird, und die jeweilige Eigenschaft der Messpunkte (62, 64) die Richtung einer Antastkraft (96) eines die Messpunkte (62, 64) erfassenden taktilen Sensors (22, 24, 26) ist, und dass die Messpunkte (62, 64), bei deren Erfassung die Richtung der Antastkraft (96) außerhalb des Kegelgrenzwinkels (94) liegt, als ungültige Messpunkte (64) bestimmt werden. 9. The method according to claim 1, characterized in that the validation limit (78) is determined by setting a cone limit angle (94) and the respective characteristic of the measuring points (62, 64) is the direction of a probing force (96) of a tactile sensor (22, 24, 26) detecting the measuring points (62, 64), and in that the measuring points (62, 64), when the detection of the direction of the probing force (96) outside the cone limit angle (94), as invalid measuring points (64) are determined.
10. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Distanz (76) der Hälfte einer wahren Eintauchtiefe (74) eines taktilen Sensors (22, 24, 26) des Koordinatenmessgeräts (10) in das zu vermessende Werkstück (14) entspricht. 10. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the predetermined distance (76) of half a true immersion depth (74) of a tactile sensor (22, 24, 26) of the coordinate measuring machine (10) in the workpiece to be measured (14). equivalent.
11. Koordinatenmessgerät mit einem Sensor (22, 24, 26) zum Vermessen eines Werkstücks (14) und einer Auswertungseinrichtung (38), dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (38) ein Messergebnis (87) des Sensors (22, 24, 26) mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 validiert. 11. Coordinate measuring machine with a sensor (22, 24, 26) for measuring a workpiece (14) and an evaluation device (38), characterized in that the evaluation device (38) has a measurement result (87) of the sensor (22, 24, 26) validated by a method according to any one of claims 1 to 10.
12. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, das dazu ausgebildet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer (32) ausgeführt wird. A computer program comprising program code means adapted to perform all the steps of a method according to any one of claims 1 to 10 when said computer program is executed on a computer (32).
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