DE20003381U1 - Prüfeinrichtung für bewegliche optische Messeinrichtungen - Google Patents

Description

AAl : DE-G 200 03 381.6

BESCHREIBUNG

Pri'if pinr i r-.htung fi'ir bewegliche optische Messen nri nhtnngen 5

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für den Arbeitspunkt von beweglichen ein- oder mehrachsigen optischen Messeinrichtungen mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.

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Ein- oder mehrachsige optische Messeinrichtungen, die von ein- oder mehrachsigen Manipulatoren, insbesondere von Industrierobotern bewegt werden, müssen einen definierten, Arbeitspunkt aufweisen, der im Roboterprogramm als Tool-Center-Point (abgekürzt TCP) oder als Tool-Coordinate-System (abgekürzt TCS) bezeichnet wird. Solche ein- oder mehrachsigen optischen Messeinrichtungen können sogenannte 3D-Sensoren, Messkameras oder dergleichen sein. Bei konventionellen Werkzeugen, z.B.

Schweißbrennern, Greifern oder dergleichen, ist der

Werkzeugarbeitspunkt sichtbar und kann mit einer - Messmaschine angetastet werden. Bei optischen Messwerkzeugen ist der Arbeitspunkt jedoch unsichtbar und kann nicht ohne weiteres messtechnisch"ermittelt werden.

Darüber hinaus unterscheiden sich alle optischen Sensoren insofern voneinander, als sie alle ein unterschiedliches Sensor-Koordinatensystem haben. Dies ist zum einen systembedingt und zum anderen auch herstellungsbedingt. Selbst bei gleichen Sensortypen kann das Sensor-Koordinatensystem variieren. Hierdurch sind die Messsensoren nicht untereinander ohne weiteres austauschbar. Wenn im Falle eines Sensordefektes ein Austausch erforderlich ist, müssen alle Arbeitspunkte im Roboterprogramm überprüft und ggf. einzeln in einem Kalibriervorgang korrigiert werden. Hierunter leidet die technische Verfügbarkeit der Messroboterzelle oder der kompletten Messvorrichtung. Auch die Prozesssicherheit ist

nicht mehr gewährleistet.

Die EP-A-O 493 612 befasst sich mit der Kalibrierung eines optischen Sensors. Hierbei wird mit zwei Robotern gearbeitet, von denen einer den zu kalibrierenden und optischen Sensor hält und der andere eine Kalibrierplatte mit einem bestimmten optischen Kalibriermuster trägt. Zum" Kalibrieren bringt der eine Roboter sein mitgeführtes Kalibriermuster in eine vorgegebene Position, wobei die

&iacgr;&ogr; Positionsdaten der einzelnen Kalibrierpunkte dieses Musters in dem robotereigenen Koordinatensystem berechnet und dann in ein für die gesamte Anlage oder zumindest für die zwei Roboter gemeinsames Koordinatensystem transformiert werden. Der erste Roboter bewegt dann seinen mitgeführten optischen Sensor in eine Kälibrierposition, in der der Sensor das Kalibriermuster erfasst und optisch aufnimmt. Hierbei werden für die einzelnen Kalibrierpunkte wiederum Positionsdaten zunächst im robotereigenen Koordinatensystem gewonnen, die anschließend als zweiter Datensatz ebenfalls in das gemeinsame Koordinatensystem transformiert werden» Aus dem Vergleich der beiden nun im gleichen gemeinsamen Koordinatensystem vorliegenden Positionsdatensätzen wird ein Kalibrierdatensatz gewonnen, der dann als Korrekturwert im normalen Messbetrieb "des optischen Sensors mitgeführt wird. Bei dieser Kalibrierung gehen allerdings Positionierfehler der Roboter mit ein, was die Kalibrierpräzision mindert. Außerdem wird nur die Messgenauigkeit des optischen Sensors unter Einbeziehung des zugehörigen Roboters kalibriert, nicht aber der TCP des Sensors.

Die Literaturstelle: "KRIEG, Klaus, G., u.a., Hrsg. DIN deutsches Ins.titut für Normung e.V. Leitfaden der DIN-Normen, B.G. TEUBNER, Stuttgart, 1983, S". 245 - 246" gibt allgemeine Hinweise zu den Grundbegriffen der Messtechnik und eine Definition von Begriffen, die üblicherweise in der Messtechnik verwendet werden.

Das DE-G 299 11 187 zeigt einen Prüfkörper zur Achskalibrierung eines Messroboters. Der optische Sensor wird hierbei nicht kalibriert.

Aus der EP-A 0 328 687 ist ein Kalibriersystem für ein optisches Sensorsystem bekannt, bei dem das Zusammenwirken mehrerer Kameras kalibriert wird. Der TCP der einzelnen Kamera wird hierbei nicht kalibriert.

Die JP 60-37 007 A befasst sich mit der Kalibrierung eines Roboters mittels eines mitgeführten Kalibrierwerkzeugs und einer Überwachungskamera.

Aus der US-A-4,796,200 ist es bekannt, die Position und Ausrichtung eines optischen Sensors zu kalibrieren. Hierbei wird die Position und Blickrichtung des optischen Sensors bzw. einer Kamera anhand.von stationären Kalibriermustern überprüft und gegebenenfalls korrigiert.

Der TCP wird hierbei nicht kalibriert.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfachere Möglichkeit zur Überprüfung des Arbeitspunktes von beweglichen ein- oder mehrachsigen optischen Messeinrichtungen aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einer Prüfeinrichtung mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

Die Prüfeinrichtung hat den Vorteil, dass sie den Arbei'tspunkt oder TCP einer beweglichen ein- oder mehrachsigen optischen Messeinrichtung sichtbar macht und eine einfache und anwenderfreundliche. Überprüfung und ggf. auch eine Kalibrierung der Lage des Arbeitspunkts ermöglicht. Hierbei können TCP-Fehler sowie Lage- und Messfehler der optischen Messeinrichtung festgestellt und ggf. korrigiert werden, wobei diese Fehlererfassung nicht von eventuellen Fehlern des Manipulators beeinflusst ist.

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Die Überprüfung kann von Mechanikern oder Werkern ohne besondere messtechnische Fachkenntnisse und ohne spezielle und aufwendige nummerische Optimierungsprogramme durchgeführt werden. Die Prüfeinrichtung hat einen geringen Bau- und Platzaufwand. Sie ist sehr kostengünstig, und wirtschaftlich.

Die Prüfeinrichtung bietet die Möglichkeit zur Prozessüberwachung und zur Sicherstellung der

&iacgr;&ogr; Prozesssicherheit von Messstationen und insbesondere Robotermessstationen innerhalb und außerhalb der Fertigungslinie. Hierbei wird auch die Verfügbarkeit der Messstationen erhöht. Bei Robotermessstationen besteht ferner die Möglichkeit für eine konsequente Realisierung der CAD-/CAM-Prozesskette zur Durchführung der Messung mit Messroboter gegen einen Datensatz. Ohne einen genau definierten TCP ist nur eine Vergleichsmessung in Bezug auf eine Musterkarosse möglich. Außerdem ermöglicht die Prüfeinrichtung den Schritt von der reinen Prozessüberwachung in der Fertigung (Prüfung, ob Bauteil i.O. oder nicht i.O. zum robotergestützten Messen beliebig komplexer Bauteile).

Die Prüfeinrichtung kann lagegenau in einer- definierten Position an das Gestell der Messeinrichtung temporär angebaut werden. Sie lässt sich alternativ auch derart lösbar befestigen, dass sie zwischen einer -Ruhestellung und einer PrüfStellung hin- und herbewegt werden kann. Hierdurch lässt sich die Prüfeinrichtung sehr schnell in Betriebsstellung bringen und einsetzen. Diese kurzzeitige Verfügbarkeit ermöglicht Kontrollmessungen über die Lage des Arbeitspunktes während des Messbetriebes ohne nachhaltige Störungen oder Betriebsunterbrechungen. Durch die schnellen Kontrollmessungen ist die Prozesssicherheit von Messstationen gewährleistet.

Die Prüfvorrichtung hat ferner den besonderen Vorteil, dass sie eine unmittelbare Überprüfung der Lage des Arbeitspunktes der optischen Messeinrichtung unter Ausschaltung externer Fehlereinflüsse erlaubt.

Insbesondere gehen Achsfehler oder Positionierfehler des Manipulators oder Industrieroboters nicht in die Messung ein. Hierdurch kann bei Auftreten von Messfehlern in der Messstation eine Ursacheneingrenzung dieser Messfehler stattfinden. Bei korrekter Lage des Arbeitspunktes können -

&iacgr;&ogr; Sensor- oder Kamerafehler ausgeschlossen werden. Die Fehlerursache muss dann im Bereich des Manipulators liegen.

Die Prüfeinrichtung benutzt zur Überprüfung des Arbeitspunktes zum einen die optische Messeinrichtung und zum anderen einen Halter mit einem Referenzmuster, welches im wesentlichen dem normalerweise zu überprüfenden Messobjekt entspricht. Das Referenzmuster wird durch den Halter an die vorgesehene Stelle des Arbeitspunktes gebracht und dann von der optischen Messeinrichtung angemessen. Hierbei kann durch Vergleich festgestellt werden, ob die Soll- und die Istlage des. Arbeitspunktes übereinstimmen. Dies ist auf einfache und schnelle Weise und ohne besondere Fachkenntnisse möglich. Die optische Messeinrichtung stellt etwaige Lagefehler des Arbeitspunktes außerdem sehr genau fest und zeigt sie an.

Über eine Stelleinrichtung kann dann eine Relativbewegung zwischen dem Referenzmuster und der optischen Messeinrichtung stattfinden, wobei die Position von Referenzmuster und Arbeitspunkt in Übereinstimmung gebracht wird.. Für diese Relativbewegung gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen kann das Referenzmuster gegenüber der relativ ortsfesten optischen Messeinrichtung verstellt werden. Dies lässt sich auf besonders einfache" und schnelle Weise durchführen und erfordert einen sehr geringen technischen Aufwand. Zur Bestimmung der

Koordinaten des Arbeitspunktes oder TCP im Referenz-Koordinatensystem und insbesondere im. Flansch-Koordinatensystem des Manipulators oder Roboters wird anschließend die optische Messeinrichtung mitsamt der Prüfeinrichtung auf einer Koordinatenmessmaschine oder dergleichen neu vermessen.

In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, die optische Messeinrichtung gegenüber dem relativ

&iacgr;&ogr; ortsfesten Referenzmuster-zu verstellen. Dies ermöglicht neben der Fehlerfeststellung auch eine sofortige Kalibrierung der optischen Messeinrichtung auf den vorher festgelegten und mit seinen Koordinaten im Referenz-Koordinatensystem bekannten Arbeitspunkt oder TCP. Bei dieser Variante ist ein etwas höherer technischer Aufwand erforderlich.

Um eine komplexe Überprüfung des Arbeitspunktes in allen Messachsen der optischen Messeinrichtung zu ermöglichen, ist die Stelleinrichtung derart ausgebildet, dass sie mindestens die gleiche Achsenzahl und dabei die gleiche Orientierung wie die Messachsen der optischen . Messeinrichtung hat.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

Die Erfindung ist.in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch "dargestellt. Im einzelnen zeigen:

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Figur 1

Figur 2:

eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Messzelle mit einer optischen Messeinrichtung, die von einem Roboter geführt wird und mit einer Prüfeinrichtung für den TCP,

eine Seitenansicht der Prüfeinrichtung von Figur 1,

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Figur 3

eine geklappte Draufsicht auf die Prüfeinrichtung von Figur 2' gemäß Pfeil III,

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Figur 4

Figur 5

Figur 6:

eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung der Anordnung von Figur 3,

eine Frontansicht der Prüfeinrichtung gemäß Pfeil V von Figur 2 und

eine schräg von hinten gesehene perspektivische Ansicht der Prüfeinrichtung von Figur 2 bis 5.

Figur 1 zeigt einen Manipulator (5), insbesondere einen mehrachsigen Meßroboter, mit einer optischen Messeinrichtung (2) und einer Prüfeinrichtung (1) für den Arbeitspunkt (4) oder Tool-Center-Point (abgekürzt TCP) der optischen Messeinrichtung (2). Der Messroboter (S) ist Bestandteil einer Messroboterzelle oder "einer Messstation, mit der über die robotergeführte optische Messeinrichtung (2) Werkstücke, z.B. Rohkarosserien von Fahrzeugen, in ein oder mehreren Achsen, vorzugsweise in drei

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translatorischen Achsen, vermessen werden. Der Übersicht halber sind diese Werkstücke und die anderen Teile der Messroboterzelle nicht dargestellt. Zur Kalibrierung des Messroboters (5) kann in der Zelle in Kalibriertisch (24) mit mehreren Kalibriermarken (25) angeordnet sein.

Hierüber lassen sich Achsfehler des Messroboters (5) feststellen und nach Art und Größe bestimmen.

Die optische Messeinrichtung (2) hat ein oder mehrere &iacgr;&ogr; Messachsen. In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich um einen 3D-Sensor oder eine Messkamera mit drei kartesischen translatorischen Messachsen. Hierdurch können bestimmte Messobjekte, z.B. Bohrungen, Buckel, Kanten oder dgl. an der Fahrzeugkarosserie oder an einem anderen Werkstück dreidimensional vermessen werden.

Die optische Messeinrichtung (2) ist mit genau definierter Position und Ausrichtung in einem beliebig ausgebildeten Gestell (9) untergebracht, welches mittels einer rückwärtigen Anschlussplatte (8) an einem Abtriebsflansch

(7) der Roboterhand (6) montierbar ist. Das Gestell (9) kann ein Gehäuse (26) aufweisen, das die Messeinrichtung

(2) schützend umgibt. Für die Kabelverbindung kann ein Leitungshalter (23) am Gestell (9) vorhanden sein. Die ■-optische Messeinrichtung (2) ist z.B. schräg am Gestell

(9) angeordnet, so dass ihre Messrichtung (3) schräg zur Mittelachse der Anschlussplatte (8) und des Abtriebsflansches (7) verläuft.

Die optische Messeinrichtung (2) hat einen Arbeitspunkt oder Tool-Center-Point (4), der sich in Messrichtung (3) mit einem bestimmten Abstand vor der optischen Messeinrichtung (2) befindet. Zum Vermessen des Werkstückes bewegt der Messroboter (5) die optische Messeinrichtung {2\ mit dem Arbeitspunkt (4) an die zu vermessenden Stellen und tastet dort die Messobjekte optisch ab. Hierbei wird das Messobjekt dreidimensional

vermessen und mit seinen Koordinaten in ;einem beliebig geeigneten Koordinatensystem, z.B. dem Karosserie-Koordinatensystem angezeigt. Hierzu werden die Bahnkoordinaten des Messroboters (5) und die Arbeitspunkt-Koordinaten aufgenommen und ggf. entsprechend transformiert.

Die optische Messeinrichtung (2) ist mit einer nicht dargestellten Auswerte- und Anzeigeeinheit verbunden, wobei

&iacgr;&ogr; die Messdaten einerseits in eine Prozess- und Robotersteuerung eingegeben werden und andererseits auch an einer geeigneten Anzeige, z. B. an einem Monitor zur Darstellung gebracht werden. Hierbei kann der Bediener auch bei geeigneter Ausbildung der Messeinrichtung (2) ein Bild des gerade abgetasteten und vermessenen Werkstückbereichs sehen. Die optische Messeinrichtung (2) kann hierbei ein Fadenkreuz oder eine andere Zielmarkierung am Monitor abbilden, die den Arbeitspunkt (4) oder TCP markiert. Über den Monitor kann der Bediener außerdem den Messroboter (5) mit der Messeinrichtung (2) von Hand steuern und so die Messeinrichtung (2) mit ihrem Arbeitspunkt (4) an die gewünschte Stelle bringen und den Arbeitspunkt (4) mit dem gesuchten Punkt am Werkstück in Deckung bringen*. Der Monitor mit der Visier- oder Zielanzeige kann auch für die nachfolgend näher erläuterte Prüfeinrichtung (1) verwendet werden.

Die Prüfeinrichtung (1) besteht aus einem Halter (10), der ein Referenzmuster (11) trägt, welches vorzugsweise nach Art und Größe den Messobjekten entspricht, die der Messroboter (5) üblicherweise in der Messstation anmisst. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Referenzmuster (11) eine Bohrung in einer Musterplatte (12.) . Es kann sich alternativ auch um einen Buckel, einen Kegel, eine Kante oder dergleichen handeln.

Die Prüfeinrichtung (1) beinhaltet ferner noch eine Stelleinrichtung (13), mit der eine Relativverstellung zwischen dem Referenzmuster (11) und der optischen Messeinrichtung (2) möglich ist. In der gezeigten Ausführungsform ist die Stelleinrichtung (13) dem Halter (10) zugeordnet. Die Stelleinrichtung (13) hat vorzugsweise mindestens so viele Stellachsen (17,18,19) wie die optische-Messeinrichtung (2) optische Messachsen hat. Die Stellachsen (17,18,19) und die optischen

&iacgr;&ogr; Messachsen sind außerdem in gleicher Weise ausgerichtet und orientiert.

Der Halter (10) bringt für den Prüfvorgang das Referenzmuster (11) temporär an den Arbeitspunkt (4) vor der optischen Messeinrichtung (2). Für den normalen Messbetrieb muss das Referenzmuster (11) dann wieder entfernt werden. Zu diesem Zweck kann der Halter (10) entweder lösbar oder zwischen einer Ruhe- und einer Prüfposition hin- und herbeweglich am Gestell (9) der Messeinrichtung (2) angeordnet bzw. gelagert sein. In der in Figur 1 gezeigten Prüfposition nimmt der Halter (10) eine genau definierte Lage gegenüber dem Gestell (9) ein. In der gezeigten Ausführungsform ist der Halter (10) lösbar angeordnet und besitzt eine entsprechende Befestigung (14) zur genauen Positionierung am Gestell (9) .

Der Halter (10) hat einen Längsarm (15), der sich im wesentlichen parallel zur Längsachse des Gestells (9) bzw, zur Messrichtung (3) erstreckt. Der Längsarm (15) ragt in Messrichtung (3) ein Stück über das Gestell (9) und die optische Messeinrichtung (2) . Am vorderen Ende befindet sich ein Querarm (16), der vorzugsweise senkrecht zum Längsarm (15) angeordnet ist. Der Winkel hängt von der Lage und Ausrichtung der optischen Messachsen und Gestellachsen (17,18,19) ab.

Die dem Halter (10) zugeordnete Stelleinrichtung (13) besteht aus "mehreren Stellschlitten (20) , die bei- der gezeigten Ausführungsform in drei kartesischen Stellachsen - (17,18,19) gegeneinander beweglich sind. Figur 2 und 4 zeigen hierzu die näheren Einzelheiten.

Der Querarm (16) ist an einem Stellschlitten (20) befestigt, der am Längsarm (15) in Z-Richtung mit der Stellachse (19) verschieblich gelagert ist. Die Stellachse

(19) bzw. die Z-Achse erstreckt sich längs der Messrichtung (3) und bestimmt den Abstand des Arbeitspunktes (4) von der optischen Messeinrichtung (2). Der Stellschlitten (20) ist in einer entsprechenden Führung (nicht dargestellt) exakt in Richtung der Z-Achse geführt und kann über eine Fixiereinrichtung (22), z. B. über zwei Spannschrauben, an der gewünschten Position fixiert werden.

Am Querarm (16) ist ein weiterer Stellschlitten (20) verschieblich und mit genauer Führung gelagert, der sich in Richtung der Stellachse (17) bzw. der X-Achse quer gegenüber der Messrichtung (3) bewegen kann. Auch hier ist eine geeignete Fixiereinrichtung (22) mit Spannschrauben oder -dergleichen vorhanden. . .

Der dritte Stellschlitten (20) wird von der Musterplatte (12) -mit dem Referenzmuster (11) gebildet und ist auf dem in der X-Achse verschieblichen Stellschlitten (20) am Querarm (16) querverschieblich gelagert. Die Musterplatte

(12) bzw. der hierdurch gebildete Stellschlitten (20) kann in Richtung der Stellachse (18) bzw. der Y-Achse quer zur Messrichtung (3), bewegt werden. Die Musterplatte (12) wird hierbei über seitliche Führungen (21) exakt in Achsrichtung geführt und über eine Fixiereinrichtung (22) mit Spannschrauben oder dergleichen befestigt.-Die Spannschrauben (22) können in stellachsparallelen Langlöchern durch den jeweilgen Stellschlitten (20)

- 12 greifen.

Für die erstmalige Justierung der Prüfeinrichtung (1) wird zunächst der Halter (10) am Gestell (9) montiert und anschließend das Referenzmuster (11) durch Verschiebung der Stellschlitten (20) in den drei Stellachsen (17,18,19) an die Position des Arbeitspunktes (4) der optischen Messeinrichtung (2) gebracht. Die Schlittenverstellung kann optisch in der vorbeschriebenen Weise über den

&iacgr;&ogr; Monitor kontrolliert werden, indem das Referenzmuster (11) mit der Zielanzeige bzw. dem Fadenkreuz der optischen Messeinrichtung (2) zur Deckung gebracht wird. Die Kontrolle kann aber auch auf andere Weise erfolgen. In der korrekten Position werden dann die Stellschlitten (20) über die Fixiereinrichtung (22) dauerhaft fixiert. Das Gestell (9) mit der optischen Messeinrichtung (2) und der angebauten Prüfeinrichtung (1) kann dann auf einer geeigneten Messmaschine, z. B. einer Koordinatenmessmaschine genau vermessen werden, wobei die Koordinaten des Arbeitspunktes oder TCP (4) bezogen auf das Flanschkoordinatensystem der Roboterhand (6) oder auf ein anderes geeignetes Koordinatensystem g.enau vermessen und bestimmt werden. Die TCP-Koordinaten können dann mittels einer Plakette oder dergleichen am Gestell (9) und an der Prüfeinrichtung (1) vermerkt werden. Nach der Justierung und Vermessung kann die Prüfeinrichtung (1) abgebaut und-beiseite gelegt werden. Die gemessenen TCP-Koordinaten werden in die Robotersteuerung eingegeben. Danach kann der normale Messbetrieb aufgenommen werden.

Für die Gewährleistung der Prozesssicherheit ist es wichtig, die Messeinrichtung (2) und die Lage des Arbeitspunktes (4) in gewissen Zeitabständen zu überprüfen. Eine solche Überprüfung findet auch bei eventuellen Kollisionen des Messroboters (5) oder aus - anderen Anlässen statt. In diesem Fall wird die Prüfeinrichtung (1) mit dem Halter (10) an das Gestell (9)

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lagegenau montiert. Das fixierte Referenzmuster (11) befindet sich an "der Soll-Position des Arbeitspunktes (4). Durch optischen Vergleich oder auch durch Messvergleich bei Betätigung der Messeinrichtung (2) kann festgestellt werden, ob die Ist-Lage des Arbeitspunktes (4) noch mit der eingemessenen Soll-Position übereinstimmt. Wenn nicht, ist eine Nachjustierung in der vorbeschriebenen Weise und ~ eine Neuvermessung erforderlich.

In ähnlicher Weise wird vorgegangen, wenn bei einem Schaden oder aus anderen Gründen die optische Messeinrichtung (2) ausgetauscht werden muss. Die neue Messeinrichtung (2) hat in der Regel einen anderen Arbeitspunkt (4). Nach dem Tausch ist wiederum der vorbeschriebene Justiervorgang mit der nachfolgenden Vermessung und Bestimmung der TCP-Koordinaten durchzuführen. Bei den vorgenannten Nachjustierungen werden dann jeweils die Stellschlitten (20) und das Referenzmuster (H)- in der neuen Soll-Lage fixiert. Die verstellte Prüfeinrichtung (1) kann dann wieder abgenommen und für spätere Überprüfungen eingelagert werden. Hierbei wird ihre Zuordnung zu der optischen Messeinrichtung (2) und dem Gestell (9) vermerkt.

In der genannten Weise kann auch für einen schnellen Gerätetausch im Fall von größeren Schäden und Kollisionen eine zweite optische Messeinrichtung (2) nebst Gestell (9) und zugehöriger Prüfeinrichtung (1) justiert und vermessen werden. Sie lässt sich im Kollisionsfall schnell gegen die beschädigte Einrichtung auswechseln, wobei vom Bediener dann nur die geänderten TCP-Koordinanten, die auf der. Austauscheinrichtung vermerkt sind, in die Robotersteuerung zur Korrektur der Bahnwerte eingegeben wird. Der Messbetrieb kann dann gleich wieder aufgenommen werden. Die Unterbrechung des Messbetriebes dauert hierdurch nur sehr kurze Zeit.

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Die Justierung der Prüfeinrichtung (1) und die Überprüfung von Soll- und Ist-Lage des" Arbeitspunktes (4) kann an einer am Messroboter (5) montierten optischen Messeinrichtung (2) durchgeführt werden. Alternativ kann - die optische Messeinrichtung (2) für die Justierung und Überprüfung auch vom Messroboter (5) abgebaut werden.

In einer anderen nicht dargestellten Bauvariante ist die Stelleinrichtung (13) der optischen Messeinrichtung (2)

&iacgr;&ogr; zugeordnet. Hierdurch lässt sich die Messeinrichtung (2) in den genannten Stellachsen (17,18,19) verschieben und fixieren. Der Halter (10) mit dem Längs- und Querarm (15,16) und der Musterplatte (12) mit dem Referenzmuster (11) kann in diesem Fall starr ausgebildet sein. Das Referenzmuster (11) gibt die Soll-Position des Arbeitspunktes (4) und die TCP-Koordinaten fest vor. Über die Stelleinrichtung (13) wird dann die optische Messeinrichtung (2) auf die vorgegebene Lage des Arbeitspunktes (4) eingestellt, wobei Soll- und Ist-Position des Arbeitspunktes (4) zur Deckung gebracht werden. Bei dieser Bauform ist bei der Überprüfung des Arbeitspunk-tes (4) zugleich eine Kalibrierung und Justierung möglich. Eine gesonderte Vermessung der optischen Messeinrichtung (2) mit dem Gestell (9) und der Prüfeinrichtung (1) ist in diesem Fall entbehrlich.

Sobald die Soll- und Ist-Position des Arbeitspunktes (4) zur Deckung gebracht sind, liegen auch die hierfür vorab ermittelten TCP-Koordinaten fest. Diese Kalibrierung- oder Justierung kann in der Einbaulage am Messroboter (5) durchgeführt werden. Eine separate Vermessung auf einer Koordinatenmessmaschine ist dabei entbehrlich.

Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen kann die optische Messeinrichtung (2) eine andere Ausbildung und auch eine andere Zahl und Orientierung ihrer optischen Messachsen haben. Dementsprechend ändern

sich die Stellachsen (17,18,19) der Stelleinrichtung (13). Vorzugsweise stimmen die Stellachsen und die optischen Messachsen in Zahl und Ausrichtung überein. Die Stelleinrichtung (13) kann alternativ aber auch mehr oder weniger Stellachsen und eine andere Orientierung ihrer Stellachsen aufweisen. Variabel ist auch die konstruktive Ausbildung der Stelleinrichtung (13). Gleiches gilt für die konstruktive Gestaltung der Prüfeinrichtung (1) mit dem Halter (10) und den anderen Teilen. Variabel ist auch die Gestaltung des Manipulators (5). Er kann statt als mehrachsiger Gelenkroboter auch als einfache Bewegungsmaschine, z. B. als Kreuzschlitten oder dergleichen, ausgestaltet sein. Der Manipulator (5) kann translatorische und/oder rotatorische Achsen in beliebiger Zahl und Ausrichtung haben.

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- 15 BEZUGSZEICHENLISTE

1 Prüfeinrichtung, Kalibriereinrichtung

2 optische Messeinrichtung, 3D-Sensor 5 3 Messrichtung

4 Arbeitspunkt, Tool-Center-Point, TCP

5 Manipulator, Roboter

6 Roboterhand

7 Abtriebsflansch 8 Anschlussplatte

9 Gestell Messeinrichtung

10 Halter

11 Referenzmuster, Bohrung

12 Musterplatte

13 Stelleinrichtung

14 Befestigung

15 Längsarm

16 Querarm

17 Stellachse x-Achse 18 Stellachse y-Achse

19 Stellachse z-Achse

20 Stellschlitten

21 Führung

22 Fixiereinrichtung, Spannschraube 25 23 Leitungshalter

24 Kalibriertisch

25 Kalibriermarke 2 6 Gehäuse

Claims (7)

1. Prüfeinrichtung für den Arbeitspunkt von beweglichen ein- oder mehrachsigen optischen Messeinrichtungen, insbesondere von 3D-Sensoren oder Messkameras, die von einem Manipulator geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfeinrichtung (1) einen mit der optischen Messeinrichtung (2) verbindbaren Halter (10) zur temporären Positionierung eines Referenzmusters (11) im Bereich des Arbeitspunkts (4) und eine Stelleinrichtung (13) zur ein- oder mehrachsigen Relativverstellung zwischen dem Referenzmuster (11) und der optischen Messeinrichtung (2) aufweist.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (10) mit einer lagegenauen Befestigung (14) lösbar an einem Gestell (9) der optischen Messeinrichtung (2) angeordnet ist.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (13) mindestens soviele Stellachsen (17, 18, 19) aufweist, wie die optische Messeinrichtung (2) Messachsen hat, wobei die Stellachsen (17, 18, 19) den Messachsen entsprechend ausgerichtet sind.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (13) dem Halter (10) zur Verstellung des Referenzmusters (11) zugeordnet ist.

5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (10) eine abgewinkelte Form hat, wobei die Stelleinrichtung (13) ein oder mehrere den Stellachsen (17, 18, 19) zugeordnete Stellschlitten (20) aufweist.

6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Referenzmuster (11) als Bohrung in einer Musterplatte (12) ausgebildet ist.

7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterplatte (12) als Stellschlitten (20) ausgebildet ist und eine Fixiereinrichtung (22) aufweist.