DE10222575A1

DE10222575A1 - Verfahren zur Überprüfung der DMIS-Fähigkeit CNC-geführter Koordinatenmeßgeräte

Info

Publication number: DE10222575A1
Application number: DE2002122575
Authority: DE
Inventors: Peter Lichtenstein
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2003-11-27

Abstract

Bei einem Verfahren zur Überprüfung der DMIS-Fähigkeit der DMIS-Schnittstelle eines CNC-gesteuerten Koordinatenmeßgeräts werden die folgenden Schritte ausgeführt: DOLLAR A Eintreten einer Überprüfungsbedingung, DOLLAR A Ausrichten eines DMIS-Fähigkeits-Prüfteils auf dem Koordinatenmeßgerät, DOLLAR A Durchführen eines Standard DMIS-Meßprogramms für das Koordinatenmeßgerät unter Verwendung des DMIS-Fähigkeits-Prüfteils, DOLLAR A Überprüfen der korrekten Ausführung des Meßprogramms durch das Koordinatenmeßgerät, DOLLAR A und DOLLAR A Vergleichen des ermittelten Meßprotokolls mit einem für das DMIS-Fähigkeits-Prüfteil bekannten Datensatz.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung der DMIS-Fähigkeit CNC-geführter Koordinatenmeßgeräte gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Dimensional Measuring Interface Standard, kurz auch als DMIS bezeichnet, ist ein international anerkannter Standard zur bidirektionalen Kommunikation zwischen einem Computersystem und einer Meßvorrichtung, insbesondere eines auch kurz als KMG bezeichneten Koordinatenmeßgeräts. Der Standard beinhaltet ein Vokabular meßtechnischer Befehle, die ein neutrales Format für Meßprogramme und Meßprotokolle schaffen. Mit dem DMIS-Standard soll erreicht werden, daß eine Schnittstelle zwischen dem Computersystem des Benutzers und dem Meßgerät geschaffen wird, um mit dem Meßgerät kommunizieren zu können, ohne auf die spezielle Software des Meßgeräts eingehen zu müssen. Beispielsweise ist dies wichtig zur Offline-Programmierung von KMGs oder bei einer Erneuerung eines Meßgeräts, so daß nicht mit der Anschaffung eines neuen Meßgeräts oder dessen Software-Update eine neue Bediensprache erlernt bzw. ein Anpassen der Software zur Bedienung des Meßgeräts vorgenommen werden muß. Derzeit wird DMIS-Release 3.0 verwendet (ANSI/CAM-I 101-1995) und weitere Informationen zu DMIS sind beispielsweise unter "www.cam-i.org" zu finden.
Dieser DMIS-Standard ist in der industriellen Fertigung weitverbreitet im Einsatz, insbesondere zur Steuerung CNC-gesteuerter Koordinatenmeßgeräte über offline erstellte Programme. Allerdings muß sichergestellt ein, daß die DMIS-Schnittstelle derartiger Meßgeräte auch tatsächlich dem Standard entspricht, d. h. daß ein eingegebener DMIS- Befehl auch tatsächlich die gewünschte Messung sowie den Rückfluß des entsprechenden Meßprotokolls bewirkt und nichts anderes.
So kommt es bei der Messung von Bauteilen durch Koordinatenmeßgeräte immer wieder vor, daß unterschiedliche Koordinatenmeßgeräte unterschiedliche Meßergebnisse liefern, obwohl sie mit ein und demselben Meßprogramm angesteuert werden. Probleme bei der DMIS-Schnittstelle können daher zu Meßfehlern bzw. Meßunsicherheiten führen, die während des normalen Durchlaufs bei einer Bauteile-Messung nicht als Ursache festgestellt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überprüfung der DMIS- Fähigkeiten einer derartigen Schnittstelle zu schaffen.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens wird nachfolgend anhand der einzigen Zeichnung erläutert, die eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform des DMIS-Fähigkeits-Prüfteils zeigt.
Das DMIS-Fähigkeits-Prüfteil beinhaltet alle Standard-Geometrien und Freiformflächen, die im Karosseriebau vorkommen, d. h. insbesondere umfaßt das DMIS-Fähigkeits-Prüfteil eine Ebene EB in der Kugeln K1, K2 und K3 sowie ein Zylinder ZL angeordnet sind. Ferner sind in der Ebene EB geometrische Grundelemente Kreis KR, Dreieck DE, Rechteck RE, Quadrat QU und Oval OV in der Form von Durchbrüchen angeordnet. Die Ebene E weist ferner eine Kontur KR auf. An dieser Kontur K0 sind Würfelelemente W1, W2, W3, W4 und W5 angeordnet, die teilweise in der Ebenen EB liegen. Ferner ist an der Kontur KR ein schrägstehender Kegel KL angeordnet. Ferner ist am Rand der Ebene EB eine dreidimensionale Freiformfläche FF mit einem Vorsprung VS und einer Öffnung OE angeordnet. Zu dem Prüfteil ist weiterhin ein CAD-Datensatz verfügbar.
Zur Bestimmung der DMIS-Fähigkeit von KMGs wird im folgenden ein Standard- Meßprogramm anhand eines Meßablaufplan beispielhaft erläutert, wobei hier die DMIS- Fähigkeit der Schnittstelle eines KMGs mit zwei Meßarmen ARM 1 und ARM 2 bestimmt wird.
Das Prüfteil wird beliebig auf das KMG gelegt, wobei die Kalibrierung über den Mittelpunkt der Kugel 1 erfolgt. Das Programm startet mit ARM 1 im manuellen Modus, wobei der Kegel näher am ARM 1 als am ARM 2 liegt. Die Ausrichtung des Prüfteils erfolgt nach dem folgenden Ablauf:
Zuerst erfolgt ein Punkt-Antastung in -Z auf dem Pol der Kugel K1 und das Koordinatensystems wird aus dem Mittelpunkt der Kugel 1 zum Pol der Kugel K1 versetzt. Anschließend erfolgt eine Punkt-Antastung in -Z auf dem Pol der Kugel K2 und dann eine Punkt-Antastung in -Z auf dem Pol der Kugel K3.
Nach der Ausrichtung des Prüfteils in der Aufnahme des KMGs folgt eine Messung nach sogenannten Meßprinzipien, wobei Meßprinzipien hier bedeutet, daß Punkte und Elemente unter Verwendung einer vorgegebenen Meßvorschrift angefahren werden. Beispielsweise gibt es Meßvorschriften zum Messen eines Punktes, einer Kugel, eines Kegels, usw., wobei die jeweilige Vorschrift besagt, wie der Tastkopf die Messung vornimmt, d. h. wie der Tastkopf den Meßpunkt anfährt.
Anschließend erfolgt das Messen von Regelgeometrien mit bzw. ohne Auswertung, also beispielsweise:

- Linienmessung mit 2 Punkten ohne Auswertung,
- Linienmessung mit 10 Punkte mit Auswertung auf Geradheit,
- Ebenenmessung mit 3 Punkte ohne Auswertung,
- Ebenenmessung mit 9 Punkte mit Auswertung auf Ebenheit,
- Innenkreismessung mit 4 Punkten mit Auswertung von Lage und Form,
- Innenkreismessung mit 15 Punkten mit Auswertung von Lage und Form
- Außenkreismessung mit 4 Punkte mit Auswertung von Lage und Form
- Außenkreismessung mit 15 Punkte mit Auswertung von Lage und Form
- Außenkegelmessung mit 8 Punkten, wobei je 4 Punkte in 2 Ebenen liegen, mit Auswertung des Kegelwinkels,
- Außenkugelmessung mit 8 Punkten, wobei je 4 Punkte in 2 Ebenen liegen, mit Auswertung von Lage und Durchmesser,
- Innenzylindermessung mit 8 Punkten, wobei je 4 Punkte in 2 Ebenen liegen, mit Auswertung der Form, und
- Außenzylindermessung mit 18 Punkten, wobei je 6 Punkte in 3 Ebenen liegen, mit Auswertung der Form.

Nachfolgend erfolgt das Messen der Elemente für Verknüpfungen, beispielsweise:

- Punkt,
- Zylinder außen,
- Kreis außen und innen,
- Linie,
- Ebene,
- Kegel außen, und
- Kugel außen

Es erfolgt ein Verknüpfen der gemessenen Elemente, beispielsweise Bestimmen des Schnittpunkts zwischen zwei Linien, Bestimmen des Schnittpunkt zwischen einer Ebene und einer Linie, Bestimmen des Schnittpunkts zwischen dem Zylinder und einer Ebene, Bestimmen von Schnittlinien, Schnittkreisen, Projektionspunkten, Symmetriepunkten, Symmetrielinien, usw.
Aus den oben aufgeführten Verknüpfungen werden Form- und Lageauswertungen erzeugt.
In ähnlicher Weise wie oben für einen Arm des KMGs beschrieben, wird dann der Betrieb des KMGs mit zwei Armen gemessen, d. h. es werden Messungen der Elemente für Verknüpfungen zwischen ARM1 und ARM2 des KMGs vorgenommen, aus denen Verknüpfungen zwischen ARM1 und ARM2 erzeugt werden, beispielsweise Schnittpunkt zwischen Linie von ARM1 und Linie von ARM2, Schnittpunkt zwischen Ebene von ARM1 und Linie von ARM2, usw.
Nach Ablauf des Meßprogramms wird das fertige Meßprotokoll ausgegeben. Die DMIS- Fähigkeit eines KMG wird dann anhand der folgenden Kriterien bewertet:

- kein Stillstand bzw. Absturz des Meßvorgangs,
- das Anfahren der Taster an das DMIS-Fähigkeits-Prüfteil erfolgt ordnungsgemäß, und
- das Meßprotokoll weist Meßwerte auf, die den bekannten Solldaten innerhalb eines zulässigen Fehlerbereichs entsprechen.

Liegen Abweichungen vor, so werden die Programmprotokolle ausgewertet, wobei dann in der Regel eine Anpassung der Software seitens des KMG-Herstellers erforderlich ist. BEZUGSZEICHENLISTE EB Ebene
K1 Kugeln
K2 Kugel
K3 Kugel
ZL Zylinder
KR Kreis
QU Quadrat
DE Dreieck
RE Rechteck
OV Oval
KO Kontur
W1 Quader
W2 Quader
W3 Quader
W4 Quader
W5 Quader
KL Kegel
FF Freiformfläche
VS Vorsprung
OE Öffnung

Claims

1. Verfahren zur Überprüfung der DMIS-Fähigkeit der DMIS-Schnittstelle eines CNC- gesteuerten Koordinatenmeßgeräts, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
Eintreten einer Überprüfungsbedingung,
Ausrichten eines DMIS-Fähigkeits-Prüfteil auf dem Koordinatenmeßgerät,
Durchführen eines Standard DMIS-Meßprogramm für das Koordinatenmeßgerät unter Verwendung des DMIS-Fähigkeits-Prüfteils,
Überprüfen der korrekten Ausführung des Meßprogramms durch das Koordinatenmeßgerät, und
Vergleichen des ermittelten Meßprotokolls mit einem für das DMIS-Fähigkeits-Prüfteil bekannten Datensatz.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das DMIS-Fähigkeits- Prüfteil ein oder mehrere Prüfelemente aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfelement durch eine zwei- oder dreidimensionale Fläche, ein Körper oder eine Kontur gebildet wird, die zur Koordinatenbestimmung verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Prüfelement eine Kugel, ein Würfel, eine Lochung, ein Zylinder, eine Ebene, ein Kegel, ein Quader, eine Linienform, eine Freiformfläche oder eine Kontur ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Prüfteil drei Kugeln aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln in einer Ebene des Prüfteils angeordnet sind, wobei die Ausrichtung des Prüfteils in dem KMG anhand der drei Kugeln erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene mehrere Lochungen mit der Form geometrischer Grundfiguren aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfelemente Quader, Würfel und Kegel am Rand der Ebene angeordnet sind.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koordinatenmeßgerät mit Drehschwenktastkopf verwendet wird.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überprüfungsbedingung aus einer fehlenden oder unzureichenden Vergleichbarkeit von Meßprotokollen verschiedener KMGs, einer Ursachenanalyse bei dem Vorliegen von Meßfehlern, eine Analyse von Störungen bei KMGs, einer nicht erreichten Meßmittelfähigkeit von KMGs oder aus der Notwendigkeit eines Nachweises der DMIS-Fähigkeit eines KMGs abgeleitet wird.

11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das DMIS-Meßprogramm eine Messung nach Meßprinzipien, eine Elementenmessung von Regelgeometrien und eine Messung der Elemente für Verknüpfungen durchführt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Elemente miteinander verknüpft werden.

13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren für eine KMG mit zwei Tastarmen durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung der Elemente für Verknüpfungen zwischen den beiden Armen durchgeführt wird.