DE10245191A1

DE10245191A1 - Quality control of metrology devices using a measurement device with at least two automated positioning arrangements one of which has a measuring element that is to be checked, the other of which has a suitable test element

Info

Publication number: DE10245191A1
Application number: DE2002145191
Authority: DE
Inventors: Rudolf Pietruschka
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: DE10245191B4

Abstract

Metrology device (10) with at least two automated positioning arrangements (12, 14), each equipped with measurement means (16), whereby one of the measurement means has a measuring element (18) that is to be tested and the other has a test element (20) with a geometry that is matched to the measurement task. An Independent claim is made for a method for quality control of the measurements of a metrology device (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung mit mindestens zwei automatisiert innerhalb eines Messraums bewegbaren Positioniereinrichtungen, die jeweils mit einem Messmittel bestückbar sind, wobei eines der Messmittel ein hinsichtlich seiner Messqualität zu prüfendes Messelement ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Messqualitätssicherung einer entsprechenden Messvorrichtung, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a measuring device with at least two automatically within a measuring room movable Positioning devices, each of which can be equipped with a measuring device, wherein one of the measuring means is a measuring element to be tested with regard to its measuring quality is, according to the generic term of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for measuring quality assurance a corresponding measuring device, according to the preamble of the claim 10th

Messvorrichtungen und Verfahren der eingangs genannten Art sind bekannt. Die DE 37 84 047 T2 offenbart ein Kalibrierungsverfahren für eine Koordinatenmessmaschine, wobei zur Durchführung des Kalibrierungsverfahrens ein beispielsweise würfelförmiges Prüfelement auf einen Arbeitstisch der Koordinatenmessmaschine gespannt wird. Das Prüfelement dient zur Durchführung von Prüfmessungen, mittels welchen eventuelle Messungenauigkeiten des eingesetzten Messelements ermittelt und im Rahmen einer Kalibrierung kompensiert werden. Ein derartiges bekanntes Prüfverfahren für eine Messvorrichtung kann lediglich nach Durchführung von verhältnismäßig aufwendigen Vorbereitungsmaßnahmen an derselben Messvorrichtung erfolgen.Measuring devices and methods of the type mentioned are known. The DE 37 84 047 T2 discloses a calibration method for a coordinate measuring machine, wherein for carrying out the calibration method, for example, a cube-shaped test element is clamped on a work table of the coordinate measuring machine. The test element is used to carry out test measurements, by means of which any measurement inaccuracies of the measuring element used are determined and compensated within the scope of a calibration. Such a known test method for a measuring device can only be carried out after carrying out relatively expensive preparatory measures on the same measuring device.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Messvorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine zuverlässige und relativ schnell durchführbare Prüfung der erzielbaren Messgenauigkeit eines jeweils eingesetzten Messelements ermöglichen.It is an object of the invention to provide a Measuring device and a method of the type mentioned above create a reliable one and relatively quickly feasible exam the achievable measurement accuracy of each measuring element used enable.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das andere Messmittel ein Prüfelement ist mit einer an das jeweils eingesetzte Messelement und/oder an die jeweils zu erfüllende Messaufgabe angepassten Prüfgeometrie. Da die Positionierung des Prüfelements in eine definierte Prüfstellung nun mittels einer der zwei Positioniereinrichtungen erfolgen kann, ist es vorteilhaft möglich, in verhältnismäßig kurzer Zeit Vorbereitungsmaßnahmen, die für eine korrekte Prüfmessung erforderlich sind, durchzuführen. Derartige Vorbereitungsmaßnahmen können zum Beispiel das Bestücken einer der Positioniereinrichtungen mit einem Prüfelement und die anschließende Durchführung einer Referenzmessung am Prüfelement sein. Damit können an der erfindungsgemäßen Messvorrichtung gegebenenfalls auch häufigere Prüfmessungen auch im Rahmen eines Werkstück-Messvorgangs realisiert werden, ohne dass dies zu nicht akzeptablen Messzyklus-Zeitverlusten führen würde. Ferner wirkt sich bei derartigen Prüfmessungen an einem Messelement ein in der Messvorrichtung positioniertes und wenigstens teilweise zu vermessendes Werkstück, beispielsweise eine Karosserie eines Fahrzeugs, nicht messverfahrenshindernd oder – einschränkend aus.To solve the task is a Measuring device proposed with the features of claim 1. The measuring device according to the invention records characterized in that the other measuring means is a test element is with a to each used measuring element and / or each to be fulfilled Measuring task adapted test geometry. There the positioning of the test element in a defined test position can now be done by means of one of the two positioning, it is advantageously possible in a relatively short time Time preparation measures, the for a correct test measurement necessary to perform. Such preparatory measures can for example, the loading one of the positioning means with a test element and the subsequent implementation of a Reference measurement on the test element his. With that you can optionally on the measuring device according to the invention also more common Test measurements also realized as part of a workpiece measuring process without resulting in unacceptable measurement cycle time losses to lead would. Furthermore, in such test measurements on a measuring element a positioned in the measuring device and at least partially to be measured workpiece, for example a body of a vehicle, not measuring method preventing or - restrictive.

Das Messelement kann ein optischer Sensor oder auch ein taktiler Sensor sein. Insbesondere bei optischen Sensoren sind geeignete Prüfmessungen mittels traditioneller Messvorrichtungen mit einem relativ großen Aufwand verbunden, so dass die erfindungsgemäße Messvorrichtung besonders vorteilhaft bei Einsatz von optischen, berührungslosen Messmitteln eingesetzt werden kann.The measuring element can be an optical Sensor or even a tactile sensor. Especially with optical Sensors are suitable test measurements by means of traditional measuring devices with a relatively large effort connected, so that the measuring device according to the invention particularly used advantageously when using optical, non-contact measuring means can be.

Mit Vorteil weist das Prüfelement mehrere zueinander jeweils unter einem definierten Winkel stehende, ebene Prüfflächen auf. Beispielsweise können drei zueinander rechtwinklig stehende, ebene Prüfflächen zur Durchführung einer Referenzmessung des Prüfelements genutzt werden. Dabei können die Prüfflächen zueinander unterschiedliche Prüfmerkmale enthalten.Advantageously, the test element several mutually each at a defined angle, level test areas. For example, you can three mutually perpendicular, flat test surfaces for performing a Reference measurement of the test element be used. It can the test surfaces to each other different test characteristics contain.

Das Prüfelement enthält vorzugsweise eine Mehrzahl an zueinander geometrieunterschiedlichen Prüfkonturen. Hierdurch werden eine Vielzahl an durchführbaren Prüfmessungsvarianten geschaffen, so dass auch bisher unübliche und/oder verschiedenartige Prüfmessungen mittels des zu kontrollierenden Messelements am Prüfelement verhältnismäßig schnell und zuverlässig durchgeführt werden können.The test element preferably contains a plurality of mutually geometry different test contours. This creates a variety of feasible Prüfmessungsvarianten, so that also previously unusual and / or various test measurements by means of the measuring element to be checked on the test element relatively fast and reliable carried out can be.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform weist das Prüfelement mindestens eine konturdefinierte, randoffene Ausnehmung auf. Eine derartige Ausnehmung kann fertigungstechnisch relativ einfach mit der zur Durchführung einer entsprechenden Prüfmessung hinreichenden Präzision hergestellt werden. Gegebenenfalls können auch eine Mehrzahl an zueinander konturunterschiedlichen Ausnehmungen am Prüfelement vorgesehen werden.According to a preferred embodiment has the test element at least one contour-defined, open-edged recess on. Such Recess can manufacturing technology relatively easy with the execution a corresponding test measurement sufficient precision getting produced. Optionally, a plurality of to each other contour different recesses on the test element be provided.

Das Prüfelement besteht vorteilhaft aus einem Grundkörper, an welchem mindestens ein zerstörungsfrei trennbares Prüfteil mit einer definierten Prüfgeometrie befestigbar ist. Das Prüfteil kann beispielsweise mittels einer Schraubverbindung unter reproduzierbarer Lagegenauigkeit am Grundkörper befestigt werden.The test element is advantageous from a basic body, on which at least one non-destructive separable test piece with a defined test geometry is fastened. The test part For example, by means of a screw under reproducible Positional accuracy attached to the body become.

Mit Vorteil ist der Grundkörper als Würfel mit einer Positioniereinrichtungsfixierseite und mit mindestens einer Prüfflächen- und/oder Prüfkontur- und/oder Prüfteilseite ausgebildet. Ein derartiges würfelförmiges Prüfelement kann hinsichtlich seiner Prüfgeometrie verhältnismäßig einfach verändert beziehungsweise an eine jeweilige Messaufgabe angepasst werden, indem beispielsweise ein Prüfteil durch ein anderes Prüfteil ersetzt wird. Auch sind eine Vielzahl an derartigen Prüfelementen mit zueinander unterschiedlichen Prüfteilen denkbar, die jeweils im Bedarfsfall relativ schnell mittels einer Positioniereinrichtung zum Einsatz kommen können.Advantageously, the main body as cube with a positioning device fixing page and with at least a Prüfflächen- and / or Test contour and / or Prüfteilseite educated. Such a cube-shaped inspection element can with regard to its test geometry relatively easy changed or adapted to a respective measuring task, by, for example, a test part another test part is replaced. Also, a variety of such test elements conceivable with mutually different test parts, respectively if necessary, relatively quickly by means of a positioning device can be used.

Die Messvorrichtung kann eine Mehrzahl an hinsichtlich der Prüfgeometrie unterschiedlichen Prüfelementen aufweisen, die in einem Prüfelementmagazin zwischenspeicherbar und zur Durchführung einer Prüfmessung mittels einer der Positioniereinrichtungen in eine definierte Prüfstellung positionierbar sind. Dabei kann ein Wechsel eines Prüfelements und eines Messelements manuell oder auch vorzugsweise automatisiert erfolgen. Ferner können die Prüfelemente und die Messelemente. mittels eines einheitlichen Fixiersystems jeweils an eine der Positioniereinrichtungen befestigt werden, so dass eine besönders flexible und schnelle Bestückung der Positioniereinrichtungen mit geeigneten Mess- und/oder Prüfelementen möglich ist.The measuring device can have a plurality of different test elements with respect to the test geometry, which can be temporarily stored in a test element magazine and carried out a test measurement can be positioned by means of one of the positioning in a defined test position. In this case, a change of a test element and a measuring element can be done manually or preferably automatically. Furthermore, the test elements and the measuring elements. be attached to one of the positioning means by means of a uniform fixing system, so that a besönders flexible and fast placement of the positioning is possible with suitable measuring and / or inspection elements.

Die Positioniereinrichtung kann als eine numerisch gesteuerte Koordinatenmesseinrichtung mit einem Positionierarm ausgebildet sein. Gegebenenfalls können auch andersartige, automatisiert arbeitende Messvorrichtungen mit mindestens zwei Positioniereinrichtungen vorgesehen sein, von welchen mindestens eine Positioniereinrichtung mit einem Prüfelement bestückbar sein muss. Dabei können die zwei Positioniereinrichtungen voneinander unabhängig oder auch miteinander gekoppelt betreibbar sein.The positioning can as a numerically controlled coordinate measuring device with a positioning be educated. If necessary, also different, automated working measuring devices with at least two positioning be provided, of which at least one positioning with a test element be equipped have to be. The can two positioning of each other independently or with each other be coupled operated.

Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das zu prüfende Messelement mittels eines an einer der Positioniereinrichtungen fixierten und in eine definierte Prüfstellung positionierten Prüfelements nach einer vorgebbaren Betriebszeit auf seine korrekte Funktionstüchtigkeit geprüft wird und bei Nichterfüllen mindestens eines vorgebbaren Messqualitätsmerkmals außer Betrieb gesetzt wird. Das erfindungsgemäße Verfah ren ermöglicht die Erzielung der in Bezug auf die Messvorrichtung vorgenannten Vorteile.Furthermore, to solve the problem, a method proposed with the features of claim 10. The inventive method is characterized by the fact that the measuring element to be tested by means of a fixed to one of the positioning devices and into a defined position test position positioned test element After a predetermined operating time is checked for correct functioning and if not fulfilled at least one predetermined measurement quality feature out of service becomes. The process according to the invention ren allows the achievement of the aforementioned with respect to the measuring device Advantages.

Die Funktionstüchtigkeitsprüfung des Messelements erfolgt vorteilhaft während oder unmittelbar vor einer Betriebsmessabfolge. Dies ist aufgrund der verhältnismäßig schnell realisierbaren Vorbereitungsmaßnahmen zur Durchführung einer oder mehrerer Prüfmessungen an beziehungsweise mittels eines Messelements möglich. Es kann somit eine zuverlässige und variabel an die jeweilige Messaufgabe angepasste Messelementkontrolle -bestehend aus einer oder mehreren Prüfmessungen- auch während einer Betriebsmessabfolge gewährleistet werden, ohne dass aufwendige Umbauarbeiten an der Messvorrichtung oder aufgrund von Raumproblemen am zu vermessenden Werkstück vorgenommen werden müssten. Derartige Umbauarbeiten wären im praktischen Messbetrieb zur Durchführung von Messelementkontrollmaßnahmen nicht akzeptabel.The functional test of the Measuring element is advantageously during or immediately before an operational measurement sequence. This is due to the relatively fast feasible preparatory measures to carry out one or more test measurements at or by means of a measuring element possible. It can thus be a reliable and variably adapted to the respective measuring task measuring element control - consisting of one or more test measurements - even during one Operating sequence ensured be without elaborate remodeling on the measuring device or due to space problems on the workpiece to be measured would have to be. Such alterations would be in practical measuring mode for the implementation of measuring element control measures unacceptable.

Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvariante wird das Prüfelement in einem Prüfelementmagazin zwischengespeichert und bei Bedarf zur Durchführung einer Prüfmessung mittels einer der Positioniereinrichtungen in eine definierte Prüfstellung positioniert. Aufgrund der möglichen Zwischenspeicherung eines oder mehrerer Prüfelemente und gegebenenfalls auch von Messelementen und aufgrund der relativ schnellen Bestückbarkeit der Positioniereinrichtungen mit einem Prüfelement beziehungsweise mit einem Messelement kann vorteilhaft eine Trennung zwischen einem Prüfelementbetriebsraum und einem Werkstückpositionierraum innerhalb der Messvorrichtung geschaffen werden, so dass ein in der Messvorrichtung positioniertes Werkstück kein Hindernis für eine durchzuführende Prüfmessung darstellt.According to a preferred embodiment becomes the test element in a test element magazine cached and if necessary to carry out a test measurement by means of one of the positioning devices in a defined test position positioned. Because of the possible Caching of one or more test elements and optionally also of measuring elements and due to the relatively fast placement the positioning with a test element or with a measuring element can advantageously be a separation between a Prüfelementbetriebsraum and a workpiece positioning space be created within the measuring device, so that a in the measuring device positioned workpiece is no obstacle to a test measurement to be performed.

Mit Vorteil wird zur Erfassung der definierten Prüfstellung des Prüfelements mittels des Messelements eine Referenzmessung durchgeführt. Dabei kann das Messelement ein optischer Sensor oder ein taktiler Sensor sein. Da die Positionierein richtungen automatisiert und vorzugsweise numerisch gesteuert bewegbar sind, kann auch eine Referenzmessung zur Vorbereitung einer sich anschließenden Prüfmessung verhältnismäßig schnell durchgeführt werden.Advantageously, to capture the defined test position of the test element performed a reference measurement by means of the measuring element. It can the measuring element is an optical sensor or a tactile sensor. Since the positioning devices automated and preferably numerical Controlled are movable, can also be a reference measurement for preparation a subsequent one compliance testing relatively fast carried out become.

Die Messmittel sind automatisiert oder manuell an der Positioniereinrichtung befestigbar oder von selbiger lösbar. Hierdurch ist es möglich, erfindungsgemäße Prüfelemente an Positioniereinrichtungen mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad zu fixieren.The measuring equipment is automated or manually attachable to the positioning or from the same solvable. This makes it possible Inspection elements according to the invention at positioning with different degree of automation too fix.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung.Further advantages of the invention result yourself from the description.

Die Erfindung wird anhand mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung näher erläutert.The invention is based on several preferred embodiments explained in more detail with reference to a schematic drawing.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Perspektivdarstellung einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung entsprechend einem möglichen Ausführungsbeispiel; 1 a schematic perspective view of a measuring device according to the invention according to a possible embodiment;

2 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Prüfelements entsprechend einer ersten Ausführungsform; 2 a schematic perspective view of a test element according to the invention according to a first embodiment;

3 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Prüfelements entsprechend einer zweiten Ausführungsform; 3 a schematic perspective view of a test element according to the invention according to a second embodiment;

4 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Prüfelements der 2; 4 a schematic side view of the test element of the invention 2 ;

5 eine schematische Perspektivdarstellung eines erfindungsgemäßen Prüfelements entsprechend einer dritten Ausführungsform; 5 a schematic perspective view of a test element according to the invention according to a third embodiment;

6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Magazins für erfindungsgemäße Prüfelemente und 6 a schematic perspective view of a magazine for test elements according to the invention and

7 eine schematische Perspektivdarstellung des Prüfelements der 2 mit einer Mehrzahl an unterschiedlichen Prüfteilen. 7 a schematic perspective view of the test element of 2 with a plurality of different test parts.

1 zeigt in schematischer Darstellung eine Messvorrichtung 10, die zwei automatisiert innerhalb eines Messraums bewegbare Positioniereinrichtungen 12, 14 aufweist. Die Positioniereinrichtungen 12, 14 sind jeweils mit einem Messmittel 16 bestückt. Dabei enthält die Positioniereinrichtung 14 ein Messelement 18 beispielsweise in Form eines taktilen oder eines optischen Sensors, wobei das Messelement 18 hinsichtlich seiner Messqualität zu prüfen ist. Die andere Positioniereinrichtung 12 ist dagegen mit einem Messmittel 16 in Form eines Prüfelements 20 bestückt, das zur Durchführung einer Prüfmessung am Messelement 18 dient. Im Messraum zwischen den zwei Positioniereinrichtungen 12, 14 kann auch während einer Prüfmessung ein zu vermessendes Werkstück (nicht in 1 dargestellt), beispielsweise eine Fahrzeugkarosserie, angeordnet sein. 1 shows a schematic representation of a measuring device 10 , the two automatically positioned within a measuring space positioning 12 . 14 having. The positioning devices 12 . 14 are each with a measuring device 16 stocked. The positioning device contains this 14 a measuring element 18 for example in the form of a tactile or an optical sensor, wherein the measuring element 18 regarding its quality of measurement. The other positioning device 12 is against with a measuring device 16 in the form of a test element 20 equipped to carry out a test measurement on the measuring element 18 serves. In the measuring room between the two positioning devices 12 . 14 can also during a test measurement a workpiece to be measured (not in 1 shown), for example, a vehicle body, be arranged.

Die Positioniereinrichtungen 12,. 14 enthalten jeweils einen Ständer 13, der automatisiert gemäß Doppelpfeil 28 entlang einer Führung 26 bewegbar ist. An dem Ständer 13 kann ein Schlitten 32 entsprechend Doppelpfeil 36 verfahren werden. Der Schlitten 32 trägt einen Positionierarm 30, welcher gemäß Doppelpfeil 34 relativ zum Schlitten 32 bewegbar ist. Das Messmittel 16 ist an einem freien Ende des Positionierarms 30 angeordnet, welches gegebenenfalls um eine oder mehrere Drehachsen verschwenkbar sein kann (nicht in 1 darge stellt). Somit sind die Positioniereinrichtungen 12, 14 jeweils als eine Koordinatenmesseinrichtung ausgebildet.The positioning devices 12 . 14 each contain a stand 13 that automated according to double-headed arrow 28 along a guide 26 is movable. On the stand 13 can a sled 32 according to double arrow 36 be moved. The sled 32 carries a positioning arm 30 , which according to double arrow 34 relative to the sled 32 is movable. The measuring device 16 is at a free end of the positioning arm 30 arranged, which may optionally be pivotable about one or more axes of rotation (not in 1 shows). Thus, the positioning devices 12 . 14 each formed as a coordinate measuring device.

Die Messvorrichtung 10 weist ferner ein Prüfelementmagazin 44 auf, in welchem eine Mehrzahl an hinsichtlich der Prüfgeometrie unterschiedlichen Prüfelementen 20 zwischengespeichert werden können. Gegebenenfalls kann das Magazin 44 auch zur Zwischenspeicherung von Messelementen 18 genutzt werden. Zur Durchführung einer Prüfmessung kann mittels einer der Positioniereinrichtungen 12, 14 ein geeignetes Prüfelement 20 in eine definierte Prüfstellung positioniert werden. Die Prüfelemente 20 sind gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils an einem zugehörigen Verlängerungsteil 21 befestigbar, wobei das Verlängerungsteil 21 mit seinem freien Ende am Zwischenspeicher 44 beziehungsweise am Positionierarm 30 fixierbar ist. Die automatisierten Bewegungen der verschiedenen Funktionseinheiten der Messvorrichtung 10 werden mittels einer programmierbaren Steuerungseinrichtung 38 gesteuert, die mittels einer jeweiligen Steuerleitung gemäß den Doppelpfeilen 40, 42 mit den Positioniereinrichtungen 12, 14 operativ verbunden ist.The measuring device 10 also has a test element magazine 44 in which a plurality of with respect to the test geometry different test elements 20 can be cached. If necessary, the magazine 44 also for temporary storage of measuring elements 18 be used. To carry out a test measurement can by means of one of the positioning 12 . 14 a suitable test element 20 be positioned in a defined test position. The inspection elements 20 are in accordance with the illustrated embodiment in each case at an associated extension part 21 attachable, wherein the extension part 21 with his free end at the cache 44 or on the positioning arm 30 can be fixed. The automated movements of the various functional units of the measuring device 10 be by means of a programmable controller 38 controlled by means of a respective control line according to the double arrows 40 . 42 with the positioning devices 12 . 14 operatively connected.

Die 2 bis 5 zeigen mehrere, unterschiedliche Ausführungsformen von möglichen Prüfelementen 20. Die Prüfelemente 20 sind jeweils als Würfel ausgebildet, der mehrere zueinander jeweils unter einem Winkel von 90° stehende, ebene Prüfflächen 22 aufweist. Die Prüfflächen 22 des Prüfelements 20 der 2 sind jeweils mit einer kreisförmigen, randoffenen Ausnehmung 46 in Form einer Bohrung beziehungsweise einer Gewindebohrung versehen. Im Falle einer Bohrung (Präzisionsbohrung) dient der konturdefinierte Bohrungsrand als Prüfgeometrie, die zur Durchführung einer Prüfmessung an einem Messelement 18 genutzt werden kann. Wenn eine Ausnehmung 46 dagegen als Gewindebohrung ausgebildet ist, kann selbige zur zerstörungsfrei trennbaren Fixierung eines durch eine definierte Prüfgeometrie gekennzeichneten Prüfteils 50 (siehe auch 7) dienen. Das Prüfelement 20 entsprechend 3 weist e benfalls eine Mehrzahl an randoffenen Ausnehmungen 46 auf, die sich allerdings durch zueinander geometrieunterschiedliche Prüfkonturen 24 unterscheiden. 4 zeigt das Prüfelement 20 der 2 in einer Seitendarstellung. Das würfelförmige Prüfelement 20 enthält eine Positioniereinrichtungsfixierseite 52, die mit einem Fixierelement 54 in Form eines Gewindezapfens versehen ist, sowie fünf Prüfflächen 22. Wie in 5 dargestellt ist, kann eine Prüffläche 22 auch lediglich als exakt ebene Fläche ausgebildet sein, das heißt ohne eine Ausnehmung 46, wobei eine derartige Prüffläche 22 trotzdem zur Durchführung einer Ausrichtmessung genutzt werden kann. Das würfelförmige Prüfelement 20 der 5 weist beispielsweise drei unterschiedliche Ausrichtflächen auf mit einem oder mehreren lagedefinierten Ausrichtpunkten 23. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel der 5 ist eine sogenannte 3-2-1-Ausrichtmessung angedeutet.The 2 to 5 show several different embodiments of possible test elements 20 , The inspection elements 20 are each formed as a cube, which are several each to each other at an angle of 90 ° standing, flat test surfaces 22 having. The test surfaces 22 of the test element 20 of the 2 are each with a circular, open-edged recess 46 provided in the form of a bore or a threaded hole. In the case of a bore (precision bore), the contour-defined bore edge serves as test geometry, which is used to carry out a test measurement on a measuring element 18 can be used. If a recess 46 however, is designed as a threaded hole, selbige for nondestructive separable fixation of a marked by a defined test geometry test part 50 (see also 7 ) serve. The test element 20 corresponding 3 e also has a plurality of open-edged recesses 46 on, however, by geometry geometry different Prüfkonturen 24 differ. 4 shows the test element 20 of the 2 in a page presentation. The cube-shaped inspection element 20 contains a locator fixer page 52 that with a fixing element 54 is provided in the form of a threaded pin, as well as five test surfaces 22 , As in 5 can be shown, a test area 22 also be formed only as an exactly flat surface, that is without a recess 46 wherein such a test surface 22 nevertheless can be used to perform an alignment measurement. The cube-shaped inspection element 20 of the 5 For example, has three different alignment surfaces with one or more defined alignment points 23 , In the present embodiment of 5 a so-called 3-2-1 alignment measurement is indicated.

Entsprechend 7 ist das Prüfelementmagazin 44 mit einer Mehrzahl an Aufnahmen 45 versehen zur Fixierung eines jeweiligen Verlängerungsteils 21 mit einem zugehörigen Prüfelement 20. Dabei ist das würfelförmige Prüfelement 20 mittels seines Fixierelements 54 gemäß Doppeldrehpfeil 56 an das Verlängerungsteil, 21 anschraubbar, welches seinerseits entsprechend Doppelpfeil 58 am Prüfelementmagazin 44 fixierbar ist. Die Aufnahmen 45 sind derart ausgebildet, dass ein automatisierter Prüfelementwechsel mittels einer der Positioniereinrichtungen 12, 14 möglich ist.Corresponding 7 is the test element magazine 44 with a lot of pictures 45 provided for fixing a respective extension part 21 with an associated inspection element 20 , Here is the cube-shaped test element 20 by means of its fixing element 54 according to double-turn arrow 56 to the extension part, 21 screwed, which in turn according double arrow 58 on the test element magazine 44 can be fixed. The pictures 45 are formed such that an automated Prüfelementwechsel means of one of the positioning 12 . 14 is possible.

7 zeigt ein Prüfelement 20 mit einem würfelförmigen Grundkörper 48, der an mehreren Seiten mit jeweils einem Prüfteil 50 bestückbar ist. Bei den dargestellten Prüfteilen 50 handelt es sich um einen Prüfring, eine Prüfkugel und um einen Prüfzylinder mit einer jeweils definierten Prüfgeometrie. Die Prüfteile 50 sind mit einem Gewindezapfen versehen und können somit gemäß den Doppeldrehpfeilen 60 jeweils in eine zugehörige Gewindebohrung des Grundkörpers 48 ein- beziehungsweise herausgeschraubt werden. 7 shows a test element 20 with a cube-shaped body 48 , on several pages, each with a test piece 50 can be equipped. In the test parts shown 50 it is a test ring, a test ball and a test cylinder with a defined test geometry. The test parts 50 are provided with a threaded pin and can thus according to the double-headed arrows 60 each in an associated threaded bore of the body 48 be screwed in or out.

Das Prüfelement 20 kann somit auf verhältnismäßig einfache Weise derart ausgebildet werden, dass es mit einer Prüfgeometrie versehen ist, die an das jeweils eingesetzte Messelement 18 und/oder an die jeweils zu erfüllende Messaufgabe angepasst beziehungsweise durch geeignete Vorbereitungsmaßnahmen anpassbar ist.The test element 20 can thus be formed in a relatively simple manner such that it is provided with a test geometry which is applied to the respective measuring element 18 and / or adapted to the particular measuring task to be performed or adapted by suitable preparatory measures.

Mittels der Messvorrichtung 10 ist eine Messqualitätssicherung eines zum Einsatz kommenden beziehungsweise auch eines sich bereits im Einsatz befindenden Messelements 18 möglich, indem das zu prüfende Messelement 18 mittels eines an einer der Positioniereinrichtungen 12, 14 fixierten und in eine definierte Prüfstellung positionierten Prüfelements 20 nach einer vorgebbaren Betriebszeit auf seine korrekte Funktionstüchtigkeit geprüft und bei Nichterfüllen mindestens eines vorgebbaren Messqualitätsmerkmals außer Betrieb gesetzt wird. Dank der verhältnismäßig schnellen Bestückungsmöglichkeit einer der Positioniereinrichtungen 12, 14 mit einem Prüfelement 20 kann die Funktionstüchtigkeitsprüfung des Messelements 18 unmittelbar vor einer Betriebsmessabfolge oder sogar während derselben erfolgen. Hierzu wird das Prüfelement 20 im Prüfelementmagazin 44 zwischengespeichert und bei Bedarf zur Durchführung einer Prüfmessung mittels einer der Positioniereinrichtungen 12, 14 in eine definierte Prüfstellung positioniert. Zur Erfassung der definierten Prüfstellung des Prüfelements 20 wird mittels eines anderen, nicht zu prüfenden Messelements 18 eine Referenzmessung durchgeführt. Anschließend kann die eigentliche Prüfmessung des zu prüfenden Messelements 18 erfolgen.By means of the measuring device 10 is a measuring quality assurance of a used or even already in use measuring element 18 possible by the measuring element to be tested 18 by means of one of the positioning devices 12 . 14 fixed and positioned in a defined test position test element 20 is checked for correct operation after a predefinable operating time and taken out of service if at least one predefinable measuring quality characteristic is not met. Thanks to the relatively fast assembly possible speed of one of the positioning devices 12 . 14 with a test element 20 can the functional check of the measuring element 18 immediately prior to, or even during, an operational measurement sequence. For this purpose, the test element 20 in the test element magazine 44 cached and if necessary to perform a test measurement using one of the positioning 12 . 14 positioned in a defined test position. For recording the defined test position of the test element 20 is by means of another, not to be tested measuring element 18 carried out a reference measurement. Subsequently, the actual test measurement of the measuring element to be tested 18 respectively.

Die Messmittel 16, das heißt die Messelemente 18 und die Prüfelemente 20, können dabei automatisiert oder auch manuell an der Positioniereinrichtung 12, 14 befestigt beziehungsweise von selbiger gelöst werden.The measuring equipment 16 that is the measuring elements 18 and the test elements 20 , can be automated or manually at the positioning 12 . 14 fixed or be solved by selbiger.

Die Überprüfung eines optischen Sensors (Messelement 18) kann beispielsweise derart erfolgen, dass mittels des qualifizierten, das heißt geprüften und kalibrierten optischen Sensors eine definierte Messgeometrie des Prüfelements 20 (Würfel) in verschiedenen Winkelpositionen im Messvorrichtungskoordinatensystem oder in eigener Referenz gemessen wird und die Messergebnisse anschließend in einer Datenverarbeitungseinheit gespeichert werden. Es ist nun möglich, jederzeit und insbesondere nach längerem Gebrauch des Sensors zu überprüfen, ob derselbe Sensor bei einer entsprechenden Prüfmessung noch die gleichen Ergebnisse liefert beziehungsweise ob die auftretende Messdifferenz innerhalb eines zulässigen Rahmens liegt.The inspection of an optical sensor (measuring element 18 ) can for example be such that by means of the qualified, that is tested and calibrated optical sensor, a defined measuring geometry of the test element 20 (Cube) is measured in different angular positions in the measuring device coordinate system or in its own reference and the measurement results are then stored in a data processing unit. It is now possible at any time, and in particular after prolonged use of the sensor to check whether the same sensor still delivers the same results in a corresponding test measurement or whether the occurring measurement difference is within a permissible range.

Ferner kann beispielsweise eine Abgleichsmessung mittels eines taktilen Messelements 18 erfolgen. Hierzu wird das Prüfelement 20 (Würfel) mittels Messungen des taktilen Messelements 18 zunächst exakt ausgerichtet. Anschließend wird mittels des taktilen Messelements 18 die Prüfgeometrie eines Prüfteils 50 (Geoelement) des Würfels im gleichen Referenzsystem gemessen. Nach Einwechseln des zu überprüfenden Messelements 18 wird die Prüfgeometrie nun wiederum im gleichen Referenzsystem nachgemessen (Prüfmessung). Auf diese Weise können jederzeit Messungenauigkeiten des zu überprüfenden Messelements 18 ermittelt werden.Furthermore, for example, an adjustment measurement by means of a tactile measuring element 18 respectively. For this purpose, the test element 20 (Cube) by means of measurements of the tactile measuring element 18 initially aligned exactly. Subsequently, by means of the tactile measuring element 18 the test geometry of a test piece 50 (Geoelement) of the cube measured in the same reference system. After replacement of the measuring element to be checked 18 the test geometry is again measured in the same reference system (test measurement). In this way, at any time measurement inaccuracies of the measuring element to be checked 18 be determined.

Es können auch Vergleichsmessungen zwischen einem taktilen Messelement und einem optischen Messelement durchgeführt werden, indem bei Einsatz unterschiedlicher Prüfteile 50 eine Genauigkeitsprüfung beider Messsysteme durchgeführt wird. Auch kann eine Überprüfung einer Dreh-Schwenk-Einheit der Messvorrichtung 10 erfolgen, indem zum Beispiel Prüfbohrungen unter verschiedenen Winkelstellungen des Prüfelements 20 (Würfel) gemessen werden.Comparative measurements between a tactile measuring element and an optical measuring element can also be carried out by using different test parts 50 An accuracy check of both measuring systems is performed. Also, a review of a rotary-swivel unit of the measuring device 10 by, for example, test bores under different angular positions of the test element 20 (Cubes) are measured.

Der weitere konstruktive Aufbau und die entsprechende Funktionsweise der erfindungsgemäßen Messvorrichtung 10 sind an sich bekannt, so dass diesbezüglich auf eine eingehendere Beschreibung verzichtet wird.The further structural design and the corresponding operation of the measuring device according to the invention 10 are known per se, so that in this respect a more detailed description is omitted.

Claims

Measuring device ( 10 ) with at least two automated positioning devices ( 12 . 14 ), each with a measuring means ( 16 ) can be equipped, wherein one of the measuring means ( 16 ) a measuring element to be tested with regard to its measuring quality ( 18 ), characterized in that the other measuring means ( 16 ) a test element ( 20 ) is connected to a measuring element ( 18 ) and / or adapted to the respective measuring task to be performed test geometry.

Measuring device according to claim 1, characterized in that the measuring element ( 18 ) is an optical sensor or a tactile sensor.

Measuring device according to claim 1 or 2, characterized in that the test element ( 20 ) a plurality of each other at a defined angle standing, flat test surfaces ( 22 ) having.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the test element ( 20 ) a plurality of mutually geometry different Prüfkonturen ( 24 ) having.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the test element ( 20 ) at least one contour-defined, open-edged recess ( 46 ) having.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the test element ( 20 ) from a basic body ( 48 ) on which at least one non-destructively separable test piece ( 50 ) can be fastened with a defined test geometry.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the basic body ( 48 ) as a cube with a positioning device fixing page ( 52 ) and formed with at least one Prüfflächen- and / or Prüfkontur- and / or Prüfteilseite.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that it has a plurality of different test elements with respect to the test geometry ( 20 ) contained in a test element magazine ( 44 ) and for carrying out a test measurement by means of one of the positioning devices ( 12 . 14 ) are positionable in a defined test position.

Measuring device according to one of the preceding claims, characterized in that the positioning device ( 12 . 14 ) a numerically controlled coordinate measuring device with a positioning arm ( 30 ).

Method for measuring quality assurance of the measuring device ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring element to be tested ( 18 ) by means of one of the positioning devices ( 12 . 14 ) and fixed in a defined test position test element ( 20 ) is checked for correct operation after a predefinable operating time and is put out of action if at least one predefinable measuring quality characteristic is not fulfilled.

A method according to claim 10, characterized in that the functional test of the measuring element ( 18 ) during or immediately prior to an operational measurement sequence.

Method according to claim 10 or 11, characterized in that the test element ( 20 ) in a test element magazine ( 44 ) and, if necessary, to carry out a test measurement by means of one of the positioning devices ( 12 . 14 ) is positioned in a defined test position.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that for detecting the defined test position of the test element ( 20 ) by means of the measuring element ( 18 ) a reference measurement is performed.

Method according to one of claims 10 to 13, characterized in that the measuring means ( 16 ) automatically or manually at the positioning device ( 12 . 14 ) attachable or detachable from selbiger are.