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1. WO2016092053 - PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE MESURE DE CARACTÉRISTIQUES SUR DES PIÈCES

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[ DE ]

Patentansprüche

Vorrichtung und Verfahren zur Messung von Merkmalen an Werkstücken

1. Vorrichtung zur geometrischen Bestimmung von Merkmalen, insbesondere Oberflächenmesspunkten an einem Werkstück, umfassend einen Bildverarbeitungssensor (erster Sensor) mit einem Bildverarbeitungsstrahlengang (erster Strahlengang), wobei der erste Strahlengang zumindest eine Frontlinse wie Frontobjektiv oder Frontoptik umfasst, welche dem zu messenden Werkstück zugewandt ist, und wobei auf der vom Werkstück abgewandten Seite der Frontoptik mindestens ein optischer Teiler wie Teilerschicht, insbesondere wellenlängenselektiver Teiler, angeordnet ist, durch den ein zweiter Strahlengang mit dem Bildverarbeitungsstrahlengang gekoppelt und ein gemeinsamer Strahlengang gebildet wird, indem die Frontoptik aus Richtung des zu messenden Werkstücks durchlaufendes Licht zumindest teilweise aus dem gemeinsamen Strahlengang in den zweiten Strahlengang ausgekoppelt wird, wobei der zweite Strahlengang einem zweiten optischen Sensor (zweiter Sensor), insbesondere Abstandsensor, bevorzugt chromatischen Abstandsensor oder Abstandsensor nach dem Foucault-Prinzip, zugeordnet ist, wobei der Bildverarbeitungssensor und der zweite Sensor zur direkten Messung der Werkstückoberfläche und/oder zur Bestimmung der Auslenkung einer oder jeweils einer einem biegeelastischen Taststift zugeordneten Marke ausgebildet sind,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Frontoptik als Asphäre ausgebildet ist und/oder die Frontoptik chromatischen Längsfehler aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Bildverarbeitungssensor einen Bildsensor wie CCD oder CMOS-Kamera aufweist und im ersten Strahlengang zwischen dem Bildsensor und dem Teiler und/oder zwischen der Frontoptik und dem Teiler mindestens zwei separat

verschiebbare Linsen oder Linsengruppen zur unabhängigen Einstellung von Arbeits ab stand und Abbildungsmaßstab angeordnet sind.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Asphäre eine ausgeprägte chromatische Aberration (chromatischer Längsfehler) aufweist und im zweiten Strahlengang ein wellenlängenempfindlicher Detektor wie Spektrometer angeordnet ist, und wobei zumindest ein Teiler derart wellenlängenselektiv ausgeführt ist, dass aus dem Spektrum des aus Richtung des Werkstücks auf den Teiler treffenden Lichtes lediglich ein begrenzter Wellenlängenbereich in Richtung des Bildsensor des Bildverarbeitungsstrahlengangs geleitet wird,

indem ein Teiler so ausgeführt ist, dass dieser den begrenzten Wellenlängenbereich oberhalb einer oberen Grenzwellenlänge reflektiert oder durchlässt, wobei die obere Grenzwellenlänge bevorzugt größer als etwa 600 Nanometer ist, wodurch im wesentlichen rotes Licht in Richtung des Bildsensor gelangt, wobei der Teiler bevorzugt ein Dichroid ist, oder

indem ein Teiler so ausgeführt ist, dass dieser einen begrenzten Wellenlängenbereich unterhalb einer unteren Grenzwellenlänge reflektiert oder durchlässt, wobei die untere Grenzwellenlänge bevorzugt kleiner als etwa 500 Nanometer ist, wodurch im wesentlichen blaues Licht in Richtung des Bildsensor gelangt, wobei der Teiler bevorzugt ein Dichroid ist, oder

indem ein Teiler als Bandpass oder Bandsperre ausgeführt ist, so dass dieser den begrenzten Wellenlängenbereich oberhalb einer unteren Grenzwellenlänge und unterhalb einer oberen Grenzwellenlänge reflektiert oder durchlässt, wobei der Wellenlängenbereich vorzugsweise nahezu einfarbigen ist, bevorzugt eine spektrale Breite von maximal 100 Nanometer, besonders bevorzugt maximal 50 Nanometer aufweist, wobei der Teiler bevorzugt zumindest einen Interferenzfilter umfasst.

Vorrichtung nach Anspruch 3,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der wellenlängenselektive Teiler den Teil des Spektrums des Lichtes, der nicht in Richtung des Bildsensors geleitet wird, in den zweiten Strahlengang leitet oder dass der wellenlängenselektive Teiler gesamtes Spektrum des Lichts in den zweiten Strahlengang leitet.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen dem zumindest einen wellenlängenselektiven Teiler und der Frontoptik ein neutraler Teiler zur Kopplung des zweiten Strahlengangs angeordnet ist, wobei der zweite Strahlengang vorzugsweise breitbandige Lichtquelle umfasst, deren Licht in Richtung des Werkstücks einkoppelt wird, und besonders bevorzugt der wellenlängenselektive Teiler ein Dichroid oder Farbfilter ist.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

dass zur Beleuchtung des zumindest von der Frontoptik erfassten Bereichs des Werkstücks oder Taststifts zumindest eine breitbandige Lichtquelle und Mittel zum

Einkoppeln in den ersten und/oder zweiten Strahlengang vorhanden sind, und vorzugsweise zumindest eine weitere Lichtquelle und Mittel zum Einkoppeln in den ersten und/oder zweiten Strahlengang vorhanden sind, wobei der spektrale Anteil der weiteren Lichtquelle sich weitestgehend mit dem begrenzten Wellenlängenbereich überdeckt, der vom wellenlängenselektiv Teiler in Richtung des Bildsensor geleitet wird.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

dass die Asphäre eine ausgeprägte chromatische Aberration (chromatischer

Längsfehler) aufweist und im zweiten Strahlengang ein wellenlängenempfindlicher Detektor wie Spektrometer angeordnet ist, und wobei im gemeinsamen Strahlengang nacheinander zwei wellenlängenselektive Teiler, bevorzugt Dichroide angeordnet sind, die das Spektrum des aus Richtung des Werkstücks auf die Teiler treffenden Lichtes jeweils an einer Grenzwellenlänge trennen, also oberhalb dieser reflektieren und unterhalb dieser durchlassen oder umgekehrt, wobei die beiden Teiler unterschiedliche Grenzwellenlängen besitzen, bevorzugt Differenz der Grenzwellenlängen kleiner 100 Nanometer, besonders bevorzugt kleiner 50 Nanometer ist, und dass der spektrale Bereich zwischen den Grenzwellenlängen in Richtung des Bildsensor und der verbleibende spektrale Bereich in Richtung des wellenlängenempfindlichen Detektors geleitet wird.

Vorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Licht der beiden nicht in Richtung des Bildsensors geleiteten spektralen Bereiche

in unterschiedliche Lichtleitfasern eingekoppelt wird, wobei jede Lichtleitfaser zu einem separaten wellenlängenempfindlichen Detektor führt oder Lichtleitfasern gekoppelt und auf einen wellenlängenempfindlichen Detektor geführt werden, oder

durch Einstellung der Neigung der Dichroide, wobei das jeweilige Licht am Dichroid reflektiertes Licht ist, und/oder durch Umlenkspiegel und/oder Optik auf weitestgehend selben Bereich eines wellenlängenempfindlichen Detektors gelenkt oder in eine zu einem wellenlängenempfindlichen Detektor führende Lichtleitfaser eingekoppelt wird.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

dass erster und zweiter Strahlengang und damit erster und zweiter Sensor zueinander verschiedene Arbeitsabstände in Bezug auf die Frontoptik aufweisen, wobei Arbeits ab stand des Bildverarbeitungssensors unabhängig von Arbeitsabstand des zweiten Sensors einstellbar ist.

Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass zweiter Strahlengang zumindest eine Linse oder Linsengruppe enthält, durch die ein im Vergleich zum Strahlengang des Bildverarbeitungssensors abweichender, insbesondere kürzerer Arbeits ab stand realisiert wird.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

dass zweiter Strahlengang zumindest zwei separat verschiebbare Linsen oder Linsengruppen zur unabhängigen Einstellung von Arbeitsabstand und

Abbildungsmaßstab umfasst, wobei Linsen oder Linsengruppen des zweiten Strahlengangs unabhängig von Linsen oder Linsengruppen des ersten Strahlengangs bewegbar sind oder zumindest eine Linse oder Linsengruppe des ersten Strahlengangs mit zumindest einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegbar ist, besonders bevorzugt jeweils eine Linse oder Linsengruppe des ersten mit einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegbar ist.

12. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der Teiler ein Dichroid ist, wobei der zweite Strahlengang einem Abstandsensor nach dem Foucault-Prinzip zugeordnet ist und eine schmalbandige Lichtquelle aufweist und der Teiler das Licht der schmalbandigen Lichtquelle zum Werkstück leitet und das gleiche schmalbandige, vom Werkstück reflektierte Licht zurück zu dem zweiten Strahlengang leitet, und wobei der Teiler Licht einer zweiten, dem Bildverarbeitungssensor zugeordneten Lichtquelle, deren Licht in den Strahlengang des Bildverarbeitungssensors eingespiegelt wird, auf das Werkstück leitet und zumindest Teil des Spektrums des vom Werkstück reflektierten Lichtes in Richtung des Bildsensors leitet.

13. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass vor der Frontoptik ein biegeelastischer Taststift mit zumindest einem Antastformelement zur Berührung des Werkstücks angeordnet ist oder anordenbar ist, wobei der Taststift zumindest eine dem Taststift bzw. Antastformelement zugeordnete vorzugsweise am oberen Ende des Taststifts angebrachte, erste Marke aufweist, die durch den zweiten Strahlengang des optischen Abstandssensors erfasst wird, und wobei der Taststift vorzugsweise eine dem Taststift bzw. Antastformelement zugeordnete am Taststift oberhalb des Antastformelements angeordnete zweite Marke aufweist, wobei das Antastformelement oder die zweite Marke durch den Strahlengang des Bildverarbeitungssensors erfasst wird und wobei erster und zweiter Sensor zueinander verschiedene Arbeits ab stände in Bezug auf die Frontoptik aufweisen.

14. Verfahren zur geometrischen Bestimmung von Merkmalen, insbesondere Oberflächenmesspunkten an einem Werkstück unter Verwendung der Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass wahlweise mit dem Bildverarbeitungssensor oder dem chromatischen Sensor Messpunkte direkt auf der Oberfläche des Werkstücks aufgenommen werden, wobei mittels zumindest einem wellenlängenselektiven Teiler Bildsensor des Bildverarbeitungssensor lediglich schmalbandiger Spektralbereich, bevorzugt maximal 100 Nanometer breiter, besonders bevorzugt maximal 50 Nanometer breiter Bereich, beispielsweise blauer Bereich zwischen etwa 450 und 500 Nanometern, des vom Werkstück reflektierten Lichtes zur Auswertung zugeführt wird, und mittels wellenlängenselektivem oder neutralem Teiler dem chromatischen Sensor breitbandiger Spektralbereich oder mehrere Spektralbereiche des vom Werkstück reflektierten Lichtes zur Auswertung zugeführt werden.

15. Verfahren zur geometrischen Bestimmung von Merkmalen, insbesondere Oberflächenmesspunkten an einem Werkstück unter Verwendung der Vorrichtung nach zumindest Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass wahlweise mit dem Bildverarbeitungssensor oder dem Abstandsensor nach dem Foucault-Prinzip Messpunkte direkt auf der Oberfläche des Werkstücks aufgenommen werden, wobei Arbeitsabstand für Bildverarbeitungssensor und Foucault-Sensor durch separates Verstellen von jeweils zumindest zwei in den jeweiligen zugeordneten Strahlengängen vorhandenen Linsen oder Linsengruppen erfolgt, wobei

Linsen oder Linsengruppen des zweiten Strahlengangs unabhängig von Linsen oder Linsengruppen des ersten Strahlengangs bewegt werden oder

zumindest eine Linse oder Linsengruppe des ersten Strahlengangs mit zumindest einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegt werden oder

jeweils eine Linse oder Linsengruppe des ersten mit einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegt wird.

16. Verfahren zur geometrischen Bestimmung von Merkmalen, insbesondere Oberflächenmesspunkten an einem Werkstück unter Verwendung der Vorrichtung nach zumindest Anspruch 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass Messpunkte bei Berührung des Antastformelementes mit dem Werkstück aufgenommen werden, wobei unterschiedliche lange Taststifte einsetzbar sind, und der Arbeits ab stand des Bildverarbeitungssensors auf die Länge des jeweils verwendeten Taststifts angepasst wird durch separates Verstellen von zumindest zwei im ersten Strahlengang vorhandener Linsen oder Linsengruppen, wobei vorzugsweise

Linsen oder Linsengruppen des ersten Strahlengangs unabhängig von Linsen oder Linsengruppen des zweiten Strahlengangs bewegt werden oder

zumindest eine Linse oder Linsengruppe des ersten Strahlengangs mit zumindest einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegt werden oder

jeweils eine Linse oder Linsengruppe des ersten mit einer Linse oder Linsengruppe des zweiten Strahlengangs gemeinsam bewegt wird,

wobei bevorzugt für Bildverarbeitungssensor und Foucault-Sensor unterschiedliche Arbeits ab stände eingestellt werden, insbesondere für Foucault-Sensor geringerer Arbeits ab stand als für Bildverarbeitungssensor eingestellt wird.

17. Verfahren zur Bestimmung von geometrischen Merkmalen und/oder Strukturen an einem Werkstück durch Bestimmung von Messpunkten an verschiedenen Abschnitten eines oder mehrerer Bereiche des Werkstücks in Form von zumindest einer Öffnung, einer Vertiefung oder eines Absatzes mittels zumindest eines ersten Sensors, wobei der erste Sensor zumindest eine Tasterverlängerung aufweist, die einen Tasterschaft umfasst, von dem ein Antastformelement und vorzugsweise eine dem Antastformelement zugeordnete Zielmarke ausgehen, wobei bei Berührung des Antastformelementes mit dem Werkstück die Auslenkung des Antastformelementes oder der Zielmarke erfasst wird, wobei zum Erreichen des jeweils zu messenden Abschnitts, das Antastformelement des ersten Sensors in einen Bereich, wie insbesondere der Öffnung oder Vertiefung, der dem ersten Sensor zugewandten Oberfläche des Werkstücks eintaucht oder entlang diesem verstellt wird,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass jeweils vor der Messung der Abschnitte des oder der Bereiche oder jeweils vor der Messung eines Abschnitts des oder der Bereiche eine mechanische Ausrichtung zwischen dem ersten Sensor und dem Werkstück in einem Umfang erfolgt, dass eine Berührung des Tasterschafts mit dem Werkstück während der Bestimmung der geometrischen Merkmale und/oder Strukturen unterbleibt.

18. Verfahren nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Durchmesser des Antastformelementes kleiner als der kleinste Durchmesser der Öffnung entlang seiner Tiefe ausgewählt wird und dass der Durchmesser des Antastformelementes zusätzlich abhängig von der durch die Abschnitte definierten maximalen Eintauchtiefe und abhängig davon, ob der Durchmesser der Öffnung in Richtung auf das Werkstückinnere zu, also nach innen hin, zunimmt oder abnimmt, ausgewählt wird, wobei

bei einer maximalen Eintauchtiefe von 0,6 mm bis 1,3 mm und nach innen hin zunehmendem Durchmesser der Öffnung für den Durchmesser des Antastformelementes 20 μιη bis 90 μιη, bevorzugt 70 μιη ausgewählt werden und bei einer maximalen Eintauchtiefe von 1,3 mm bis 1,6 mm und nach innen hin zunehmendem Durchmesser der Öffnung für den Durchmesser des Antastformelementes 90 μιη bis 200 μιη, bevorzugt 150 μιη bis 200 μιη ausgewählt werden und

bei einer maximalen Eintauchtiefe von 0,2 mm bis 0,4 mm und nach innen hin abnehmendem Durchmesser der Öffnung für den Durchmesser des Antastformelementes 90 μιη bis 200 μιη, bevorzugt 90 μιη bis 150 μιη ausgewählt werden.

19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Bereiche zylindrische oder konische, insbesondere kegelförmige Öffnungen sind, die vorzugsweise im Inneren des Werkstücks in einen Kanal münden, insbesondere die Bereiche Spritzlöcher einer Benzin- oder Diesel-Einspritzdüse sind.

20. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet,

dass Abschnitte an mehreren am Umfang des Werkstücks verteilten Bereichen gemessen werden, wobei Werkstück und zumindest erster Sensor je Bereich, vorzugsweise je Abschnitt jedes Bereiches, vor der Messung mittels einer Dreh- Schwenk-Einrichtung zueinander mechanisch ausgerichtet werden.

21. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass Bereiche in Richtung auf das Werkstückinnere zu, also nach innen hin, größer werdenden Durchmesser aufweisen, vorzugsweise mit Konizitätsfaktor (K-Faktor) von größer als 1 bis maximal 7, beispielsweise 5, und vorzugsweise Bereiche Spritzlöcher einer Diesel-Einspritzdüse sind, und wobei mehrere Abschnitte an jedem Bereich gemessen werden, wobei sich jeder Abschnitte entlang einer Kegelmantellinie erstreckt, und wobei je Abschnitt eine mechanische Ausrichtung erfolgt.

22. Verfahren nach Anspruch 21,

dadurch gekennzeichnet,

dass vor der Messung des jeweils nächsten Abschnitts einer Öffnung folgende Schritte chronologisch ausgeführt werden:

Herauspositionieren des Antastformelementes aus der Öffnung mittels Linearachsen, vorzugsweise die drei Raumrichtungen abdeckende Messachsen eines Koordinatenmessgerätes

rotatorische mechanische Ausrichtung mittels Dreh-Schwenk-Einrichtung auf den nächsten Abschnitt

transversale mechanische Ausrichtung senkrecht zur Mittelachse der Öffnung, vorzugsweise in die Mittelachse

transversale mechanische Ausrichtung auf den zu messenden Abschnitt durch Eintauchen in die Öffnung durch Positionieren mittels Linearachsen, vorzugsweise zuerst in Richtung der Mittelachse und anschließend senkrecht zur Mittelachse in

Richtung des zu messenden Abschnitts.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22,

dadurch gekennzeichnet,

dass jeder zu messende Abschnitt sich über den überwiegenden Teil der Tiefe des jeweiligen Bereiches erstreckt, zumindest jedoch in einem Tiefenbereich 0 mm bis 0,1 mm unterhalb der Werkstückoberfläche beginnend und 0 mm bis 0,1 mm oberhalb der maximalen Tiefe endend, wobei

die maximale Tiefe des Bereichs 0,7 mm bis 1,2 mm beträgt, bei einem mittleren

Durchmesser des Bereichs von 80 μιη bis 100 μιη, bevorzugt 90 μιη, bzw. die maximale Tiefe des Bereichs 1,2 mm bis 1,5 mm beträgt, bei einem mittleren

Durchmesser des Bereichs von 100 μιη bis 250 μιη.

24. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 20,

dadurch gekennzeichnet,

dass Bereiche in Richtung auf das Werkstückinnere zu, also nach innen hin, kleiner werdenden Durchmesser aufweisen, vorzugsweise mit Kegelwinkel von 3° bis 7°, bevorzugt 5°, und vorzugsweise Bereiche Spritzlöcher einer Benzin-Einspritzdüse sind, und wobei mehrere Abschnitte an jedem Bereich gemessen werden, wobei sich jeder Abschnitte entlang einer Kegelmantellinie oder entlang des Kegelumfangs oder beliebig entlang des Kegelmantels erstreckt, und wobei für alle Abschnitte eines Bereiches eine einmalige mechanische Ausrichtung erfolgt.

25. Verfahren nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet,

dass zwischen den Messungen der mehreren Abschnitte des jeweiligen Bereiches ein Herauspositionieren des Antastformelementes aus der Öffnung und eine rotatorische mechanische Ausrichtung unterbleiben und eine Positionierung in Richtung des nächsten zu messenden Abschnitts erfolgt.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25,

dadurch gekennzeichnet,

dass zu messende Abschnitte einen überwiegenden Teil der Tiefe des jeweiligen Bereiches überdecken, zumindest jedoch den Tiefenbereich 0 mm bis 0,1 mm unterhalb der Werkstückoberfläche oder unterhalb einer an der Werkstückoberfläche vorhandenen Senkung beginnend und 0 mm bis 0,1 mm oberhalb der maximalen Tiefe endend, wobei die maximale Tiefe des Bereichs 0,2 mm bis 0,4 mm beträgt, bei einem mittleren Durchmesser des Bereichs von 100 μιη bis 200 μιη.

27. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 26,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass je Abschnitt mehrere Messpunkte durch mehrfache Einzelpunktantastung oder Scanning aufgenommen werden und aus den Messpunkten der mehreren Abschnitte eines Bereiches zumindest eines der geometrischen Merkmalen bzw. Strukturen berechnet werden:

Durchmesser in einer oder mehreren Tiefen, berechnet aus mindestens 3, bevorzugt 4, Messpunkten am Umfang je Tiefe, bevorzugt entnommen aus mehreren Scannings entlang Mantellinien, oder berechnet aus Scanning entlang Umfang

Formabweichung der Messpunkte am Umfang je Tiefe in Bezug auf den aus den Messpunkten je Tiefe berechneten Ausgleichskreis oder in Bezug auf den aus Messpunkten am Umfang in verschiedenen Tiefen berechneten Ausgleichskegel oder Ausgleichszylinder

K-Faktor oder Kegelwinkel des Ausgleichskegels berechnet aus Messpunkten, aufgenommen am Umfang in verschiedenen Tiefen

Formabweichung und/oder Rauheit aus Messpunkten am Umfang bei konstanter Tiefe, bevorzugt aus Scanning entlang Umfang

Formabweichung und/oder Rauheit entlang jeweils entlang einer Mantellinie verlaufender Abschnitte, vorzugsweise durch Scanning aufgenommen.

28. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 27,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass zumindest der erste Sensor und das Werkstück relativ zueinander mittels Dreh- Schwenk-Einrichtung rotatorisch mechanisch ausgerichtet und mittels Linearachsen, vorzugsweise die drei Raumrichtungen abdeckende Messachsen eines Koordinatenmessgerätes, transversal mechanisch ausgerichtet werden, vorzugsweise Werkstück mittels Dreh-Schwenk-Einrichtung und zumindest einer Linearachse und Sensor mittels zumindest zweier Linearachsen positioniert wird, so dass die von der Oberfläche des jeweiligen Abschnitts wegführende Oberflächennormale einen Winkel α von maximal 90° mit der vom Werkstück wegführenden Richtung des Tasterschaftes einschließt.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 28, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass vor der mechanischen Ausrichtung die Richtung der Mittelachse des jeweiligen Bereiches, also die Mittelachse, und der werkstückoberflächenseitige Eintrittspunkt dieser Mittelachse in die jeweilige Öffnung, also Öffnungsmitte, ermittelt wird und dass anhand der ermittelten Mittelache, der ermittelten Öffnungsmitte und dem Sollwert der Lage des Abschnittes innerhalb des jeweiligen Bereichs und dem Sollwert der Neigung, also der Richtung der Oberflächennormale, des jeweiligen Abschnitts zu der Mittelachse, insbesondere aus dem Sollwert des K-Faktors bzw. Sollwert des Kegelwinkels, die mechanische Ausrichtung erfolgt, wobei

für nach innen im Durchmesser zunehmende Bereiche die rotatorische mechanische Ausrichtung mittels Dreh-Schwenk-Einrichtung für entlang unterschiedlicher Kegelmantellinien verlaufende Abschnitte getrennt erfolgt, wobei α auf maximal 89,7° bevorzugt maximal 89,5° eingestellt wird bzw.

für nach außen im Durchmesser zunehmende Bereiche die rotatorische mechanische Ausrichtung mittels Dreh-Schwenk- Einrichtung für alle Abschnitte des Bereiches einmalig erfolgt, indem der Tasterschaft parallel zur Mittelachse ausgerichtet wird, α also dem Gegenwinkel zum halben Kegelwinkel des Bereichs entspricht

und erst anschließend der Teil der transversalen mechanischen Ausrichtung erfolgt, bei dem zumindest das Antastformelement in die Öffnung des Werkstücks eintaucht.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 29, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die mechanische Ausrichtung iterativ wiederholt wird, indem die Mittelachse und die Öffnungsmitte erneut ermittelt und zur wiederholten mechanischen Ausrichtung verwendet werden und/oder indem der K-Faktor mit dem ersten Sensor ermittelt und anstatt seines Sollwertes zur wiederholten mechanischen Ausrichtung verwendet wird, wobei vorzugsweise die mechanische Ausrichtung so lange wiederholt wird, bis der Winkel zwischen der Mittelachse der vorherigen Ausrichtung und der gemessenen Mittelachse einen zuvor festgelegten Grenzwinkel, beispielsweise 0,2°, unterschreitet und/oder bis die Differenz zwischen Sollwert des K-Faktors und gemessenem IC-Faktor einen zuvor festgelegten Grenzwert, beispielsweise 1, unterschreitet.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 30, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die Bestimmung der Mittelachse und der Öffnungsmitte mit Hilfe eines zweiten als Bildverarbeitungs sensor ausgeprägten Sensors und/oder dem ersten Sensor und/oder einem weiteren taktilen Sensor erfolgt, wobei der Bereich vorab grob anhand von am Werkstück außen liegender Merkmale und der Soll-Daten des Werkstücks wie CAD-Daten zum verwendeten Sensor vorausgerichtet wird.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 31, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die senkrecht zur Richtung (z) der Mittelachse vorliegende Position (x, y) der Öffnungsmitte durch die Lage der Mittelachse definiert wird, wobei die Mittelachse bestimmt wird nach einem der folgenden drei Verfahren:

1. es werden zwei Kreise in unterschiedlichen Tiefen an der Öffnung gemessen und die Verbindungslinie der Kreismittelpunkte definiert die Mittelachse wobei

o mit dem Bildverarbeitungssensor am Umfang am oberen, der Werkstückoberfläche zugewandten Ende des Bereiches und am Umfang am unteren, dem Kanal zugewandten Ende des Bereiches ein Kreis gemessen wird oder

o mit dem Bildverarbeitungssensor am Umfang am oberen, der Werkstückoberfläche zugewandten Ende des Bereiches ein Kreis gemessen und mit dem ersten Sensor oder dem weiteren taktilen Sensor ein Kreis in etwa der Hälfte der maximalen Tiefe der Öffnung, bevorzugt mit 3, besonders bevorzugt 4 am Umfang verteilten Messpunkten, gemessen wird oder

o mit dem ersten Sensor oder dem weiteren taktilen Sensor ein Kreis am oberen, der Werkstückoberfläche zugewandten Ende des Bereiches oder maximal 0,2 mm unterhalb dieses Endes und ein Kreis in etwa der Hälfte der maximalen Tiefe der Öffnung, jeweils bevorzugt mit 3, besonders bevorzugt 4 am Umfang verteilten Messpunkten, gemessen wird;

2. mit dem ersten Sensor oder dem weiteren taktilen Sensor werden Messpunkte an mindestens 3, bevorzugt 4, am Umfang des Bereichs verteilten Mantellinien, vorzugsweise durch Scanning, aufgenommen, die sich vom oberen, der Werkstückoberfläche zugewandten Ende des Bereiches oder maximal 0,2 mm unterhalb dieses Endes bis zur etwa Hälfte der maximalen Tiefe der Öffnung erstrecken, und aus den Messpunkten ein Kegel oder Zylinder durch Ausgleichsrechnung bestimmt, wobei die Kegel- bzw. Zylinderachse die Mittelachse definiert;

3. die Dreh- und/oder die Schwenkstellung der Dreh-Schwenk- Einheit wird solange variiert, bis die von dem Bildverarbeitungssensor erfasste Intensität einer im Kanal des Werkstücks angeordneten, vorzugsweise diffuse leuchtenden, Lichtquelle maximal wird, wobei der Bildverarbeitungssensor das obere, der Werkstückoberfläche zugewandte Ende des Bereiches stets vollständig erfasst, wobei Werkstück und Bildverarbeitungssensor gegebenenfalls relativ zueinander zumindest senkrecht zur optischen Achse des Bildverarbeitungssensors nachpositioniert werden, und anschließend die Mittelachse definiert wird durch den Mittelpunkt des aus dem oberen, der Werkstückoberfläche zugewandte Ende des Bereiches ermittelten Kreises und der optischen Achse des Bildverarbeitungssensors in der eingestellten Dreh-Schwenk-Stellung.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 32, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass die in Richtung der Mittelachse vorliegende z-Position der Öffnungsmitte durch Bestimmung zumindest eines Messpunktes auf der die Öffnung direkt umgebenden Oberfläche des Werkstücks mit einem Abstandssensor, vorzugsweise Autofokussensor oder Foucaultschem Abstandsensor, bestimmt wird, vorzugsweise erst nach zuvor erfolgter rotatorischer Ausrichtung.

Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 33, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass mit dem Bildverarbeitungssensor am Umfang am oberen, der Werkstückoberfläche zugewandten Ende des Bereiches und/oder am Umfang am unteren, dem Kanal zugewandten Ende des Bereiches ein Kreis gemessen wird, wobei jeweils mehrere Messpunkte aufgenommen werden und zur Berechnung der Kreise

jeweils ein Ausgleichskreis bestimmt wird, wobei die Messung am unteren Ende bei Durchlichtbeleuchtung, realisiert durch eine in den Kanal eingeführte, vorzugsweise diffuse, Lichtquelle, und mit vorzugsweise je Messpunkt getrenntem Messfenster (Am-Bild-Messung) und die Messung am oberen Ende bei Durchlichtbeleuchtung oder bei Auflichtbeleuchtung und mit vorzugsweise einem alle Messpunkte umfassenden Messfenster (Im-Bild- Messung) durchgeführt werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Messung mit dem Bildverarbeitungssensor vor oder nach oder während der Messungen der Abschnitte eines Bereichs mit dem ersten Sensor erfolgt, und die jeweils mehreren Messpunkte auf ihre Formabweichung in Bezug auf den jeweils daraus berechneten Ausgleichskreis untersucht werden und vorzugsweise bei Überschreitung einer vorgegebenen maximalen Formabweichung der Messablauf zumindest für den jeweiligen Bereich abgebrochen wird.

36. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 35,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Auslenkung des Antastformelementes zumindest senkrecht zum Tasterschaft, und vorzugsweise in Richtung des Tasterschaftes, durch den Tasterschaft an eine oberhalb des Tasterschaftes angeordnete Sensoreinheit übertragen und von dieser erfasst wird, wobei der Tasterschaft vorzugsweise biegesteif ist.

37. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 36,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Erfassung der Auslenkung des Antastformelementes oder der gegebenenfalls vorhandenen Zielmarke senkrecht zum Tasterschaft durch einen lateral messenden Bildverarbeitungssensor erfolgt und der Tasterschaft einen biegelastischen Abschnitt aufweist, und vorzugsweise in Richtung des Tasterschaftes mittels eines Abstandsensors, der die Auslenkung einer, gegebenenfalls weiteren, vom Tasterschaft ausgehenden Zielmarke erfasst.

38. Verfahren nach Anspruch 37,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Zielmarke erfasst wird und der Abschnitt zwischen Antastformelement und Zielmarke im Vergleich zum Abschnitt oberhalb der Zielmarke biegesteif ist, wobei der Abstand zwischen Antastformelement und Zielmarke größer als die maximale

Eintauchtiefe gewählt wird, und wobei vorzugsweise der Durchmesser der Zielmarke 10% bis 40% größer als der Durchmesser des Antastformelementes gewählt wird, besonders bevorzugt Antastformelement einen Durchmesser von 60 μιη bis 80 μιη und/oder Zielmarke einen Durchmesser von 85 μιη bis 100 μιη und/oder Abstand eine Länge von 1,2 mm bis 1,6 mm aufweisen.

39. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 38,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Antastformelement und/oder die gegebenenfalls vorhandene Zielmarke in der optischen Achse der dem Bildverarbeitungssensor zugeordneten Optik angeordnet sind und die Tasterverlängerung auswechselbar oder ablegbar, bevorzugt an einer Wechselschnittstelle automatisch auswechselbar oder ablegbar ist, wobei vorzugsweise bei gegebenenfalls vorhandenem Abstandsensor ein gemeinsamer Strahlengang mit dem Bildverarbeitungssensor zumindest im Werkstückseitigen Teil der Optik vorliegt.

40. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 17 bis 39,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Sensor und der gegebenenfalls vorhandene Bildverarbeitungssensor und der gegebenenfalls vorhandene Abstandsensor in einem Koordinatenmessgerät integriert werden, vorzugsweise in einem Multisensorkoordinatenmessgerät zusammen mit weiteren Sensoren, vorzugsweise taktilen, optischen, taktil-optischen oder computertomografischen Sensoren, verwendet werden, vorzugsweise der Bildverarbeitungssensor und der Abstandsensor bei abgelegter Tasterverlängerung unabhängig vom ersten Sensor zur Messung des Werkstücks betrieben werden.

41. Verfahren zur Bestimmung der Lage von Messpunkten an einer Werkstückoberfläche (Oberflächenpunkte) mit einem ersten optischen Abstandsensor, der mehrere in Messrichtung aufeinanderfolgende Eindeutigkeitsbereiche aufweist, bevorzugt

interferometrischem Sensor (Interferometer) mit Interferenz-Ordnungen als Eindeutigkeitsbereiche, und einem zweiten optischen Abstandsensor, der einen Messbereich mit zumindest einem Eindeutigkeitsbereich aufweist, wobei der erste und der zweite optische Abstandsensor bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät eingesetzt sind, das Messachsen für die Relativbewegung zwischen Werkstück und Abstandsensoren aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der erste Abstandsensor eine höhere Genauigkeit, insbesondere höhere Auflösung, in Messrichtung und/oder senkrecht zur Messrichtung, als der zweite Abstandsensor aufweist und der zweite Abstandsensor einen größeren Messbereich und/oder Eindeutigkeitsbereich in Messrichtung als einer der Eindeutigkeitsbereiche des ersten Abstandsensors aufweist, und wobei in einem ersten Messmodus der erste und der zweite Abstandsensor gleichzeitig die Werkstückoberfläche erfassen, insbesondere auf sich gegenseitig überlappende Bereiche der Werkstückoberfläche ausgerichtet sind, und wobei in dem ersten Messmodus der zur Bestimmung der Lage des jeweiligen Messpunktes verwendete Abstandsmesswert ermittelt wird, indem dem jeweiligen Messwert des ersten Abstandsensors unter Verwendung des jeweils gleichzeitig aufgenommenen Messwertes des zweiten Abstandsensors ein Eindeutigkeitsbereich des ersten Abstandsensors zugewiesen wird und aus dem zugewiesenen Eindeutigkeitsbereich (Interferenz-Ordnung) und dem Messwert des ersten Sensors, und vorzugsweise der mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen dem Werkstück und den Abstandsensoren, die Lage des Messpunktes bestimmt wird.

42. Verfahren zur Bestimmung der Lage von Messpunkten an einer Werkstückoberfläche (Oberflächenpunkte), mit einem taktil-optischen Sensor, umfassend zumindest einen ersten optischen Abstandsensor, und vorzugsweise umfassend einen lateral messenden optischen Sensor wie Bildverarbeitungssensor, wobei der taktil-optische Sensor ein Antastformelement zur Antastung des Werkstücks umfasst, dass von einer Tasterverlängerung, vorzugsweise flexibler Tasterverlängerung, ausgeht, wobei das Antastformelement oder eine dem Antastformelement zugeordnete Marke, die von der Tasterverlängerung an der vom Werkstück abgewandten Seite des Antastformelementes ausgeht, eine erste Marke bilden, und wobei von der Tasterverlängerung eine zweite Marke wie Spiegel oder Teilerschicht wie Dichroid ausgeht, die an der vom Werkstück abgewandten Seite der ersten Marke angeordnet ist, wobei der taktil-optische Sensor vorzugsweise in einem Koordinatenmessgerät eingesetzt wird, das Messachsen für die Relativbewegung zwischen Werkstück und taktil-optischen Sensor aufweist, und wobei der erste optische Abstandssensor die erste Marke, bevorzugt das Antastformelement, erfasst und dessen Position in senkrechter Richtung, wie Z-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmt, und wobei vorzugsweise der lateral messende optische Sensor die erste Marke, bevorzugt das Antastformelement, erfasst und dessen Position in einer oder zwei lateralen Richtungen, insbesondere senkrecht zur Messrichtung des ersten oder zweiten optischen Abstandsensor verlaufenden Richtung oder Richtungen, wie X- und/oder Y-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmt und daraus, und vorzugsweise aus der mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen dem Werkstück und dem taktil-optischen Sensor, die Lage des Messpunktes in der oder den lateralen Richtungen bestimmt wird,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der taktil-optische Sensor einen zweiten optischen Abstandsensor umfasst, der die zweite Marke erfasst und dessen Position in senkrechter Richtung, wie Z-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmt, wobei der erste optische Abstandsensor mehrere in Messrichtung aufeinanderfolgende Eindeutigkeitsbereiche aufweist, bevorzugt interferometrischer Sensor (Interferometer) mit Interferenz-Ordnungen als Eindeutigkeitsbereiche wie insbesondere Homodyninterferometer ist, und wobei der zweite optische Abstandsensor einen Messbereich mit zumindest einem Eindeutigkeitsbereich aufweist, und wobei der erste Abstandsensor eine höhere Genauigkeit, insbesondere höhere Auflösung, in Messrichtung und/oder senkrecht zur Messrichtung, als der zweite Abstandsensor aufweist und der zweite Abstandsensor einen größeren Messbereich und/oder Eindeutigkeitsbereich in Messrichtung als einer der Eindeutigkeitsbereiche des ersten Abstandsensors aufweist, und wobei in einem taktil-optischen Messmodus zur Bestimmung der Lage des jeweils durch das Antastformelement angetasteten Messpunktes der verwendete Abstandsmesswert für die Position der ersten Marke in senkrechter Richtung wie Z-Richtung ermittelt wird, indem dem jeweiligen Messwert des ersten Abstandsensors unter Verwendung des jeweils gleichzeitig aufgenommenen Messwertes des zweiten Abstandsensors ein Eindeutigkeitsbereich des ersten Abstandsensors zugewiesen wird und aus dem zugewiesenen Eindeutigkeitsbereich (Interferenz-Ordnung) und dem Messwert des

ersten Sensors die Position der ersten Marke in senkrechter Richtung und daraus, und vorzugsweise mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen dem Werkstück und dem taktil-optischen Sensor, die Lage des Messpunktes in senkrechter Richtung bestimmt wird.

43. Verfahren nach Anspruch 41 oder 42,

dadurch gekennzeichnet,

dass Genauigkeit des zweiten Abstandsensors besser als halber Eindeutigkeitsbereich des ersten Abstandsensors ist.

44. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 43,

dadurch gekennzeichnet,

dass in einem wahlweise einstellbaren zweiten Messmodus der erste und/oder der zweite Abstandsensor unabhängig vom jeweils anderen Abstandsensor die Lage von Oberflächenpunkten bestimmt, wobei gegebenenfalls vorhandene Tasterverlängerung entfernt wird, vorzugsweise automatisch in einer Parkstation abgelegt wird.

45. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 44,

dadurch gekennzeichnet,

dass als der erste Abstandsensor ein Interferometer, insbesondere Homodyninterferometer oder Heterodyninterferometer oder Weißlichtinterferometer oder kurzkohärentes Interferometer oder Sensor nach dem Prinzip der optischen Kohärenztomografie eingesetzt wird.

46. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 45,

dadurch gekennzeichnet,

dass als der zweite Abstandsensor ein Laserabstandsensor nach dem Foucault Prinzip oder chromatischer, insbesondere chromatisch konfokaler Sensor oder Autofokussensor oder Fokusvariationssensor oder konfokaler Sensor oder Weißlichtsensor oder Weißlichtinterferometer oder kurzkohärentes Interferometer oder Triangulationssensor oder Laserliniensensor oder Photogrammetriesensor oder Steifen- bzw. Musterprojektionssensor oder Stereokamera oder Stereoskopischer Sensor oder Lichtfeldkamera eingesetzt wird.

47. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 46, dadurch gekennzeichnet,

dass erster und/oder zweiter Abstandsensor punktförmig misst, insbesondere runden oder ellipsenförmigen Messfleck auf der Werkstückoberfläche oder gegebenenfalls zweiter Abstandsensor auf der zweiten Marke, mit Fläche kleiner als einem Quadratmillimeter, bevorzugt kleiner als 0,5 mmA2, aufweisen.

48. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 41 bis 47,

dadurch gekennzeichnet,

dass unter Verwendung zumindest eines weiteren gleichzeitig messenden Sensors, insbesondere weiteren optischen Abstandsensors, welcher größeren Messbereich und/oder Eindeutigkeitsbereich in Messrichtung als ein Eindeutigkeitsbereich des zweiten Abstandsensors aufweist, dem zweiten Abstandsensor ein Eindeutigkeitsbereich des zweiten Abstandsensors zugewiesen wird, um den Messwertes des zweiten Abstandsensors zu bestimmen.

49. Vorrichtung zur Bestimmung der Lage von Messpunkten an einer Werkstückoberfläche (Oberflächenpunkte), umfassend einen ersten optischen Abstandsensor, der mehrere in Messrichtung aufeinanderfolgende Eindeutigkeitsbereiche aufweist, bevorzugt interferometrischen Sensor (Interferometer) mit Interferenz-Ordnungen als Eindeutigkeitsbereiche, und einen zweiten optischen Abstandsensor, der einen Messbereich mit zumindest einem Eindeutigkeitsbereich aufweist, wobei der erste und der zweite optische Abstandsensor bevorzugt in einem Koordinatenmessgerät integriert sind, das Messachsen für die Relativbewegung zwischen Werkstück und Abstandsensoren aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

dass der erste Abstandsensor eine höhere Genauigkeit, insbesondere höhere Auflösung, in Messrichtung und/oder senkrecht zur Messrichtung, als der zweite Abstandsensor aufweist und der zweite Abstandsensor einen größeren Messbereich und/oder Eindeutigkeitsbereich in Messrichtung als einer der Eindeutigkeitsbereiche des ersten Abstandsensors aufweist, und wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, dass in einem ersten Messmodus der erste und der zweite Abstandsensor gleichzeitig die Werkstückoberfläche erfassen und der zur Bestimmung der Lage des jeweiligen Messpunktes verwendete Abstandsmesswert ermittelbar ist, indem dem jeweiligen

Messwert des ersten Abstandsensors unter Verwendung des jeweils gleichzeitig aufgenommenen Messwertes des zweiten Abstandsensors ein Eindeutigkeitsbereich des ersten Abstandsensors zuweisbar ist und aus dem zugewiesenen Eindeutigkeitsbereich (Interferenz-Ordnung) und dem Messwert des ersten Sensors, und vorzugsweise der mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen Werkstück und Abstandsensoren, die Lage des Messpunktes bestimmbar ist.

Vorrichtung zur Bestimmung der Lage von Messpunkten an einer Werkstückoberfläche (Oberflächenpunkte), mit einem taktil-optischen Sensor, umfassend zumindest einen ersten optischen Abstandsensor, und vorzugsweise umfassend einen lateral messenden optischen Sensor wie Bildverarbeitungssensor, wobei der taktil-optische Sensor ein Antastformelement zur Antastung des Werkstücks umfasst, dass von einer Tasterverlängerung, vorzugsweise flexibler Tasterverlängerung, ausgeht, wobei das Antastformelement oder eine dem Antastformelement zugeordnete Marke, die von der Tasterverlängerung an der vom Werkstück abgewandten Seite des Antastformelementes ausgeht, eine erste Marke bilden, und wobei von der Tasterverlängerung eine zweite Marke wie Spiegel oder Teilerschicht wie Dichroid ausgeht, die an der vom Werkstück abgewandten Seite der ersten Marke angeordnet ist, wobei der taktil-optische Sensor vorzugsweise in einem Koordinatenmessgerät integriert ist, das Messachsen für die Relativbewegung zwischen Werkstück und taktil-optischen Sensor aufweist, und wobei der erste optische Abstandssensor ausgebildet ist, die erste Marke, bevorzugt das Antastformelement, zu erfassen und dessen Position in senkrechter Richtung, wie Z-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmbar ist, und wobei vorzugsweise der lateral messende optische Sensor ausgebildet ist, die erste Marke, bevorzugt das Antastformelement, zu erfassen und dessen Position in einer oder zwei lateralen Richtungen, insbesondere senkrecht zur Messrichtung des ersten oder zweiten optischen Abstandsensor verlaufenden Richtung oder Richtungen, wie X- und/oder Y-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmbar ist und daraus, und vorzugsweise aus der mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen dem Werkstück und dem taktil-optischen Sensor, die Lage des Messpunktes in der oder den lateralen Richtungen bestimmbar ist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der taktil-optische Sensor einen zweiten optischen Abstandsensor umfasst, der ausgebildet ist, die zweite Marke zu erfassen und dessen Position in senkrechter Richtung, wie Z-Richtung des Koordinatenmessgeräts, bestimmbar ist, wobei der erste optische Abstandsensor mehrere in Messrichtung aufeinanderfolgende Eindeutigkeitsbereiche aufweist, bevorzugt interferometrischer Sensor (Interferometer) mit Interferenz-Ordnungen als Eindeutigkeitsbereiche wie insbesondere Homodyninterferometer ist, und wobei der zweite optische Abstandsensor einen Messbereich mit zumindest einem Eindeutigkeitsbereich aufweist, und wobei der erste Abstandsensor eine höhere Genauigkeit, insbesondere höhere Auflösung, in Messrichtung und/oder senkrecht zur Messrichtung, als der zweite Abstandsensor aufweist und der zweite Abstandsensor einen größeren Messbereich und/oder Eindeutigkeitsbereich in Messrichtung als einer der Eindeutigkeitsbereiche des ersten Abstandsensors aufweist, und wobei in einem taktil- optischen Messmodus zur Bestimmung der Lage des jeweils durch das Antastformelement angetasteten Messpunktes der verwendete Abstandsmesswert für die Position der ersten Marke in senkrechter Richtung wie Z-Richtung ermittelbar ist, indem dem jeweiligen Messwert des ersten Abstandsensors unter Verwendung des jeweils gleichzeitig aufgenommenen Messwertes des zweiten Abstandsensors ein Eindeutigkeitsbereich des ersten Abstandsensors zuweisbar ist und aus dem zugewiesenen Eindeutigkeitsbereich (Interferenz-Ordnung) und dem Messwert des ersten Sensors die Position der ersten Marke in senkrechter Richtung und daraus, und vorzugsweise mittels der Messachsen bestimmten Relativposition zwischen dem Werkstück und dem taktil-optischen Sensor, die Lage des Messpunktes in senkrechter Richtung bestimmbar ist.

51. Vorrichtung nach Anspruch 49 oder 50,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,

dass der erste und der zweite Abstandsensors auf gegenseitig überlappende Bereiche der Werkstückoberfläche ausgerichtet sind, insbesondere Messflecken gleichen Schwerpunkt aufweisen, indem der erste und der zweite Abstandsensor zumindest teilweise einen gemeinsamen Strahlengang aufweisen, insbesondere eine gemeinsame Frontoptik aufweisen.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 49 bis 51, dadurch gekennzeichnet,

dass der erste und der zweite Abstandsensor von einer gemeinsamen Einheit ausgehen, wobei mittels der Messachsen des Koordinatenmessgerätes die Einheit und das Werkstück bzw. eine Werkstückauflage relativ zueinander verstellbar sind.

Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 49 bis 52, dadurch gekennzeichnet,

dass der erste und/oder der zweite Abstandsensor ausgebildet sind, in einem wahlweise einstellbaren zweiten Messmodus unabhängig vom jeweils anderen Abstandsensor die Lage von Oberflächenpunkten zu bestimmen, wobei gegebenenfalls vorhandene Tasterverlängerung entfernbar ist, vorzugsweise automatisch in einer Parkstation ablegbar ist.