DE112011100300T5 - Integriertes Temperaturmesssystem für Teile - Google Patents

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Paul C. Atwell
Clark H. Briggs
Orlando Perez
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Abstract

Beispielhafte Ausgestaltungen umfassen ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät, das Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst; eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts befestigt ist; eine elektronische Schaltung zum Empfang der Positionssignale von den Positionsmessgeräten und zur Bereitstellung von Daten, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; mindestens ein Sensorelement, welches auf dem Gelenkarm-Koordinatenmessgerät angeordnet ist, das auf elektromagnetische Strahlung anspricht und ein elektrisches Signal als Reaktion auf eine Temperatur eines Objekts erzeugt; und ein elektronisches System, das das elektrische Signal in einen Temperaturwert umwandelt.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der am 20. Januar 2010 angemeldeten vorläufigen Patentanmeldung, Aktenzeichen 61/296,555, deren Inhalt hiermit in seiner Gesamtheit einbezogen wird.
  • Hintergrund
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Koordinatenmessgerät und insbesondere ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät mit einem integrierten Temperaturmesssystem für Teile, das für Messungen der Temperatur von Objekten konfiguriert ist.
  • Tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgeräte (Gelenkarm-KMGs) fanden eine weit verbreitete Verwendung bei der Fertigung bzw. Herstellung von Teilen, wo ein Bedarf daran besteht, die Abmessungen des Teils während verschiedener Schritte der Fertigung bzw. Herstellung (z. B. der mechanischen Bearbeitung) des Teils schnell und genau nachzuprüfen. Tragbare Gelenkarm-KMGs stellen eine weitgehende Verbesserung gegenüber bekannten unbeweglichen bzw. feststehenden, kostenintensiven und relativ schwer zu bedienenden Messeinrichtungen dar, und zwar insbesondere hinsichtlich des Zeitaufwands, der für die Durchführung der Messungen der Dimensionen relativ komplexer Teile anfällt. Normalerweise führt ein Bediener eines tragbaren Gelenkarm-KMG einfach eine Sonde entlang der Oberfläche des zu messenden Teils oder Objekts. Die Messdaten werden dann aufgezeichnet und dem Bediener bereitgestellt. In einigen Fällen werden die Daten dem Bediener in optischer Form bereitgestellt, beispielsweise in dreidimensionaler (3-D) Form auf einem Computerbildschirm. In anderen Fällen werden die Daten dem Bediener in numerischer Form bereitgestellt, beispielsweise wenn bei der Messung des Durchmessers eines Lochs der Text „Durchmesser = 1,0034” auf einem Computerbildschirm angezeigt wird.
  • Ein Beispiel eines tragbaren Gelenkarm-KMG des Stands der Technik wird in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers offenbart, welches hierin in seiner Gesamtheit einbezogen wird. Das Patent '582 offenbart ein 3-D-Messsystem, das ein manuell bedientes Gelenkarm-KMG mit einem Tragunterteil an einem Ende und einer Messsonde am anderen Ende umfasst. Das US-Patent Nr. 5,611,147 ('147) des gleichen Inhabers, welches hierin in seiner Gesamtheit einbezogen wird, offenbart ein ähnliches Gelenkarm-KMG. In dem Patent '147 umfasst das Gelenkarm-KMG mehrere Merkmale einschließlich einer zusätzlichen Drehachse am Sondenende, wodurch für einen Arm eine Konfiguration mit zwei-zwei-zwei oder zwei-zwei-drei Achsen bereitgestellt wird (wobei Letztere ein Arm mit sieben Achsen ist).
  • Es besteht Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, die bzw. das die Temperaturen eines Objekts und die diesen Temperaturen entsprechenden Koordinaten messen kann.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Beispielhafte Ausgestaltungen umfassen ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät, das Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst; eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts befestigt ist; eine elektronische Schaltung zum Empfang der Positionssignale von den Positionsmessgeräten und zur Bereitstellung von Daten, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; mindestens ein Sensorelement, welches auf dem Gelenkarm-Koordinatenmessgerät angeordnet ist, das auf elektromagnetische Strahlung anspricht und ein elektrisches Signal als Reaktion auf eine Temperatur eines Objekts erzeugt; und ein elektronisches System, das das elektrische Signal in einen Temperaturwert umwandelt.
  • Weitere beispielhafte Ausgestaltungen umfassen ein Verfahren zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen eines Temperaturwerts eines Objekts mit einem integrierten Temperaturmesssystem, das auf dem tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerät angeordnet ist, wobei das integrierte Temperaturmesssystem auf elektromagnetische Strahlung anspricht, die sich mit der Temperatur des Objekts verändert, wobei das tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgerät Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst, eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts befestigt ist, und eine elektronische Schaltung, welche die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten bereitstellt, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; Empfangen des Temperaturwerts in der elektronischen Schaltung; und Anzeigen des Temperaturwerts auf einer Benutzerschnittstelle.
  • Weitere beispielhafte Ausgestaltungen umfassen ein Computerprogrammprodukt zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts, wobei das Computerprogrammprodukt ein Speichermedium mit einem darauf ausgebildeten computerlesbaren Programmcode umfasst, welcher, wenn er durch einen Computer ausgeführt wird, bewirkt, dass der Computer ein Verfahren implementiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen eines Temperaturwerts eines Objekts mit einem integrierten Temperaturmesssystem, das auf dem tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgerät angeordnet ist, wobei das integrierte Temperaturmesssystem auf elektromagnetische Strahlung anspricht, die sich mit der Temperatur des Objekts verändert, wobei das tragbare Gelenkarm-Koordinatenmessgerät Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst, eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts befestigt ist, und eine elektronische Schaltung, welche die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten bereitstellt, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; Empfangen des Temperaturwerts in der elektronischen Schaltung; und Anzeigen des Temperaturwerts auf einer Benutzerschnittstelle.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nun Bezug nehmend auf die Zeichnungen, sind beispielhafte Ausgestaltungen dargestellt, welche nicht als den gesamten Schutzbereich der Offenbarung einschränkend aufzufassen sind und wobei die Elemente in mehreren Figuren gleich nummeriert sind:
  • 1 einschließlich 1A und 1B sind perspektivische Darstellungen eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts (Gelenkarm-KMG), das Ausgestaltungen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung darin aufweist;
  • 2 einschließlich 2A–2D zusammengenommen sind Blockschaltbilder der Elektronik, die als Teil des Gelenkarm-KMG von 1 gemäß einer Ausgestaltung verwendet wird;
  • 3 einschließlich 3A und 3B zusammengenommen sind Blockschaltbilder, die detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems von 2 gemäß einer Ausgestaltung beschreiben;
  • 4 veranschaulicht einen Screenshot einer beispielhaften grafischen Benutzeroberfläche, auf welcher ein Bediener die Temperatur und Temperaturänderungen bei einem von dem Gelenkarm-KMG gemessenen Objekt erfassen kann; und
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Messung der Temperatur gemäß beispielhaften Ausgestaltungen.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Beispielhafte Ausgestaltungen umfassen Systeme und Verfahren zum Messen der Temperatur eines Objekts mit einem Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) in Abhängigkeit von einer Position auf dem Objekt und zum Bereitstellen der Temperaturdaten an einen Bediener. Bei einigen Ausgestaltungen stellt das Gelenkarm-KMG oder die dem Gelenkarm-KMG zugeordnete Software dem Bediener eine optische Information über die Temperatur bereit. Es kann auch einen hörbaren oder optischen Alarm oder eine hörbare oder optische Warnung bereitstellen. Bei anderen Ausgestaltungen dient die Temperaturinformation dazu, die vom Gelenkarm-KMG vorgenommenen Messungen der Dimensionen zu korrigieren. Zur Durchführung derartiger Korrekturen stellt der Benutzer des Gelenkarm-KMG die Information über den Wärmeausdehnungskoeffizienten (WAK) des zu messenden Materials bereit. Häufig sind in den Spezifikationen die Abmessungen bei einer Standardtemperatur, normalerweise 20°C, aufgeführt, wohingegen das zu messende Objekt eine andere Temperatur aufweist. Kennt man die Temperatur des Objekts und den WAK, können die gemessenen Dimensionen auf die Standardtemperatur normalisiert werden. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können auch für die Überprüfung verwendet werden, ob das Objekt im thermischen Gleichgewicht ist (beispielsweise kann ein Teil vor kurzem bearbeitet, verschweißt oder von außen bewegt worden sein und noch keine gleichmäßige Temperatur erreicht haben). Entsprechend wird mit den hierin beschriebenen Systemen und Verfahren bestimmt, ob die Messungen der Dimensionen gültig sind.
  • Die Temperaturmessung kann ferner zum Selbstzweck verwendet werden. Die hierin beschriebenen Systeme und Verfahren können bei beispielhaften Ausgestaltungen die Temperatur eines Objekts in 3-D abbilden. Ein Benutzer kann beispielsweise die Temperatur der Oberfläche eines Dieselmotors unter normalen und bei 110% der Volllastbedingungen abbilden. Als anderes Beispiel sei erwähnt, dass ein Benutzer unter Umständen die Temperatur von elektrischen Bauteilen, die auf einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sind, sowie die Temperatur der mechanischen Struktur, auf welcher die gedruckte Leiterplatte befestigt ist, abbilden möchte. Solche Messungen können zum Beispiel für die Bestimmung eingesetzt werden, ob eine zusätzliche Wärmesenkung für bestimmte elektrische Bauteile notwendig ist. Sie könnten ferner als Teil eines Finite-Elemente-Modells benutzt werden, um Ingenieure bei der Überprüfung oder Verbesserung ihrer Konstruktionen zu unterstützen.
  • 1A und 1B veranschaulichen in der Perspektive ein tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG) 100 gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung, wobei ein Gelenkarm ein Typ von Koordinatenmessgerät ist. 1A und 1B zeigen, dass das beispielhafte Gelenkarm-KMG 100 ein Gelenkmessgerät mit sechs oder sieben Achsen umfassen kann, das ein Messsondengehäuse 102 aufweist, das an einem Ende an einen Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 gekoppelt ist. Der Armabschnitt 104 umfasst ein erstes Armsegment 106, das durch eine erste Gruppierung von Lagereinsätzen 110 (z. B. zwei Lagereinsätze) an ein zweites Armsegment 108 gekoppelt ist. Eine zweite Gruppierung von Lagereinsätzen 112 (z. B. zwei Lagereinsätze) koppelt das zweite Armsegment 108 an das Messsondengehäuse 102. Eine dritte Gruppierung von Lagereinsätzen 114 (z. B. drei Lagereinsätze) koppelt das erste Armsegment 106 an ein Unterteil 116, das am anderen Ende des Armabschnitts 104 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet ist. Jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114 stellt mehrere Achsen der Gelenkbewegung bereit. Das Messsondengehäuse 102 kann auch die Welle des siebten Achsenabschnitts des Gelenkarm-KMG 100 umfassen (z. B. einen Einsatz, der ein Kodierersystem enthält, das die Bewegung des Messgeräts, beispielsweise einer Sonde 118, in der siebten Achse des Gelenkarm-KMG 100 bestimmt). Das Unterteil 116 ist bei der Verwendung des Gelenkarm-KMG 100 normalerweise an einer Arbeitsfläche befestigt.
  • Jeder Lagereinsatz in der Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 enthält normalerweise ein Kodierersystem (z. B. ein optisches Winkelkodierersystem). Das Kodierersystem (d. h. ein Positionsmessgerät) stellt eine Angabe der Position der jeweiligen Armsegmente 106, 108 und der entsprechenden Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 bereit, die alle zusammen eine Angabe der Position der Sonde 118 in Bezug auf das Unterteil 116 (und somit die Position des durch das Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Objekts in einem bestimmten Bezugssystem – beispielsweise einem lokalen oder globalen Bezugssystem) bereitstellen. Die Armsegmente 106, 108 können aus einem in geeigneter Weise starren Material bestehen, beispielsweise, ohne darauf beschränkt zu sein, einem Kohlefaserverbundmaterial. Ein tragbares Gelenkarm-KMG 100 mit sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung (d. h. Freiheitsgraden) stellt die Vorteile bereit, dass dem Bediener gestattet wird, die Sonde 118 an einer gewünschten Stelle in einem 360°-Bereich rings um das Unterteil 116 zu positionieren, wobei ein Armabschnitt 104 bereitgestellt wird, der leicht von dem Bediener gehandhabt werden kann. Es ist jedoch zu erkennen, dass die Darstellung eines Armabschnitts 104 mit zwei Armsegmenten 106, 108 als Beispiel dient und dass die beanspruchte Erfindung nicht dadurch eingeschränkt sein sollte. Ein Gelenkarm-KMG 100 kann eine beliebige Anzahl an Armsegmenten aufweisen, die durch Lagereinsätze (und somit mehr oder weniger als sechs oder sieben Achsen der Gelenkbewegung bzw. Freiheitsgrade) miteinander gekoppelt sind.
  • Die Sonde 118 ist abnehmbar am Messsondengehäuse 102 angebracht, welches mit der Lagereinsatzgruppierung 112 verbunden ist. Ein Griff 126 ist in Bezug auf das Messsondengehäuse 102 beispielsweise mittels eines Schnellverbinders abnehmbar. Der Griff 126 kann durch ein anderes Gerät ersetzt werden (z. B. eine Laserliniensonde, einen Strichcodeleser), wodurch die Vorteile bereitgestellt werden, dass dem Bediener die Verwendung verschiedener Messgeräte mit demselben Gelenkarm-KMG 100 gestattet wird. Das Messsondengehäuse 102 beherbergt bei beispielhaften Ausgestaltungen eine abnehmbare Sonde 118, die ein Kontaktmessgerät ist und verschiedene Spitzen 118 aufweisen kann, die das zu messende Objekt physisch berühren und folgende umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: Sonden vom Typ Kugel, berührungsempfindlich, gebogen oder verlängert. Bei anderen Ausgestaltungen wird die Messung beispielsweise durch ein berührungsloses Gerät wie z. B. eine Laserliniensonde (LLP; laser line probe) durchgeführt. Der Griff 126 ist bei einer Ausgestaltung durch die LLP ersetzt, wobei der Schnellverbinder verwendet wird. Andere Typen von Messgeräten können den abnehmbaren Griff 126 ersetzen, um eine zusätzliche Funktionalität bereitzustellen. Die Beispiele für solche Messgeräte umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, z. B. eine oder mehrere Beleuchtungslampen, einen Temperatursensor, einen Thermoscanner, einen Strichcodescanner, einen Projektor, eine Lackierpistole, eine Kamera oder dergleichen.
  • In 1A und 1B ist ersichtlich, dass das Gelenkarm-KMG 100 den abnehmbaren Griff 126 umfasst, der die Vorteile bereitstellt, dass Ausrüstungsteile oder Funktionalitäten ausgetauscht werden können, ohne dass das Messsondengehäuse 102 von der Lagereinsatzgruppierung 112 entfernt werden muss. Wie unter Bezugnahme auf 2 detaillierter besprochen wird, kann der abnehmbare Griff 126 auch einen elektrischen Anschluss umfassen, der es gestattet, dass elektrische Energie und Daten mit dem Griff 126 und der im Sondenende angeordneten entsprechenden Elektronik ausgetauscht werden.
  • Bei verschiedenen Ausgestaltungen ermöglicht jede Gruppierung von Lagereinsätzen 110, 112, 114, dass der Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 um mehrere Drehachsen bewegt wird. Wie bereits erwähnt, umfasst jede Lagereinsatzgruppierung 110, 112, 114 entsprechende Kodierersysteme wie beispielsweise optische Winkelkodierer, die jeweils koaxial mit der entsprechenden Drehachse z. B. der Armsegmente 106, 108 angeordnet sind. Das optische Kodierersystem erfasst eine Drehbewegung (Schwenkbewegung) oder Querbewegung (Gelenkbewegung) beispielsweise von jedem der Armsegmente 106, 108 um die entsprechende Achse und überträgt ein Signal zu einem elektronischen Datenverarbeitungssystem in dem Gelenkarm-KMG 100, wie hierin im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Jede einzelne unverarbeitete Kodiererzählung wird separat als Signal zu dem elektronischen Datenverarbeitungssystem gesendet, wo sie zu Messdaten weiterverarbeitet wird. Es ist kein von dem Gelenkarm-KMG 100 selbst getrennter Positionsberechner (z. B. eine serielle Box) erforderlich, der in dem US-Patent Nr. 5,402,582 ('582) des gleichen Inhabers offenbart wird.
  • Das Unterteil 116 kann eine Befestigungs- bzw. Montagevorrichtung 120 umfassen. Die Montagevorrichtung 120 ermöglicht die abnehmbare Montage des Gelenkarm-KMG 100 an einer gewünschten Stelle wie beispielsweise einem Inspektionstisch, einem Bearbeitungszentrum, einer Wand oder dem Boden. Das Unterteil 116 umfasst bei einer Ausgestaltung einen Griffabschnitt 122, der eine zweckmäßige Stelle ist, an welcher der Bediener das Unterteil 116 hält, während das Gelenkarm-KMG 100 bewegt wird. Bei einer Ausgestaltung umfasst das Unterteil 116 ferner einen beweglichen Abdeckungsabschnitt 124, der herunterklappbar ist, um eine Benutzerschnittstelle wie beispielsweise einen Bildschirm freizugeben.
  • Gemäß einer Ausgestaltung enthält bzw. beherbergt das Unterteil 116 des tragbaren Gelenkarm-KMG 100 ein elektronisches Datenverarbeitungssystem, das zwei Hauptkomponenten umfasst: ein Basisverarbeitungssystem, das die Daten der verschiedenen Kodierersysteme im Gelenkarm-KMG 100 sowie Daten, die andere Armparameter zur Unterstützung der dreidimensionalen (3-D) Positionsberechnungen repräsentieren, verarbeitet; und ein Benutzerschnittstellen-Verarbeitungssystem, das ein integriertes Betriebssystem, einen berührungssensitiven Bildschirm und eine residente Anwendungssoftware umfasst, welche die Implementierung relativ vollständiger messtechnischer Funktionen innerhalb des Gelenkarm-KMG 100 gestattet, ohne dass dabei eine Verbindung zu einem externen Computer vorhanden sein muss.
  • Das elektronische Datenverarbeitungssystem im Unterteil 116 kann mit den Kodierersystemen, Sensoren und anderer peripherer Hardware, die entfernt vom Unterteil 116 angeordnet ist (z. B. eine LLP, die am abnehmbaren Griff 126 an dem Gelenkarm-KMG 100 montiert werden kann), kommunizieren. Die Elektronik, die diese peripheren Hardwarevorrichtungen oder -merkmale unterstützt, kann in jeder der in dem tragbaren Gelenkarm-KMG 100 angeordneten Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet sein.
  • 2 ist ein Blockschaltbild der Elektronik, die gemäß einer Ausgestaltung in einem Gelenkarm-KMG 100 verwendet wird. Die in 2 dargestellte Ausgestaltung umfasst ein elektronisches Datenverarbeitungssystem 210, das eine Basisprozessorkarte 204 zur Implementierung des Basisverarbeitungssystems, eine Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206 zur Bereitstellung von Energie, ein Bluetooth-Modul 232 und eine Basisneigungskarte 208 umfasst. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst einen Computerprozessor zum Ausführen der Anwendungssoftware, um die Benutzerschnittstelle, den Bildschirm und andere hierin beschriebene Funktionen durchzuführen.
  • In 2 ist ersichtlich, dass das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 über einen oder mehrere Armbusse 218 mit den vorgenannten mehreren Kodierersystemen kommuniziert. Jedes Kodierersystem erzeugt bei der in 2 dargestellten Ausgestaltung Kodiererdaten und umfasst: eine Kodierer-Armbus-Schnittstelle 214, einen digitalen Kodierer-Signalprozessor (DSP) 216, eine Kodierer-Lesekopf-Schnittstelle 234 und einen Temperatursensor 212. Andere Geräte wie beispielsweise Dehnungssensoren können an den Armbus 218 angeschlossen werden.
  • In 2 ist auch die Sondenende-Elektronik 230 dargestellt, die mit dem Armbus 218 kommuniziert. Die Sondenende-Elektronik 230 umfasst einen Sondenende-DSP 228, einen Temperatursensor 212, einen Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240, der bei einer Ausgestaltung über einen Schnellverbinder mit dem Griff 126 oder der LLP 242 verbindet, und eine Sondenschnittstelle 226. Der Schnellverbinder ermöglicht den Zugang des Griffs 126 zu dem Datenbus, den Steuerleitungen, dem von der LLP 242 benutzten Energiebus und anderen Ausrüstungsteilen. Die Sondenende-Elektronik 230 ist bei einer Ausgestaltung in dem Messsondengehäuse 102 an dem Gelenkarm-KMG 100 angeordnet. Der Griff 126 kann bei einer Ausgestaltung von dem Schnellverbinder entfernt werden und die Messung kann mit der Laserliniensonde (LLP) 242, die über den Griff-/LLP-Schnittstellenbus 240 mit der Sondenende-Elektronik 230 des Gelenkarm-KMG 100 kommuniziert, durchgeführt werden. Bei einer Ausgestaltung sind das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 im Unterteil 106 des Gelenkarm-KMG 100, die Sondenende-Elektronik 230 im Messsondengehäuse 102 des Gelenkarm-KMG 100 und die Kodierersysteme in den Lagereinsatzgruppierungen 110, 112, 114 angeordnet. Die Sondenschnittstelle 226 kann durch ein beliebiges geeignetes Kommunikationsprotokoll, das im Handel erhältliche Produkte von Maxim Integrated Products, Inc., die als 1-Wire®-Kommunikationsprotokoll 236 ausgebildet sind, umfasst, mit dem Sondenende-DSP 228 verbunden werden.
  • 3 ist ein Blockschaltbild, das detaillierte Merkmale des elektronischen Datenverarbeitungssystems 210 des Gelenkarm-KMG 100 gemäß einer Ausgestaltung beschreibt. Das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 ist bei einer Ausgestaltung im Unterteil 116 des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet und umfasst die Basisprozessorkarte 204, die Benutzerschnittstellenkarte 202, eine Basisenergiekarte 206, ein Bluetooth-Modul 232 und ein Basisneigungsmodul 208.
  • Bei einer in 3 dargestellten Ausgestaltung umfasst die Basisprozessorkarte 204 die verschiedenen hierin dargestellten funktionellen Blöcke. Eine Basisprozessorfunktion 302 wird beispielsweise verwendet, um die Erfassung von Messdaten des Gelenkarm-KMG 100 zu unterstützen, und empfängt über den Armbus 218 und eine Bussteuermodulfunktion 308 unverarbeitete Armdaten (z. B. Daten des Kodierersystems). Die Speicherfunktion 304 speichert Programme und statische Armkonfigurationsdaten. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst ferner eine für eine externe Hardwareoption vorgesehene Portfunktion 310, um mit etwaigen externen Hardwaregeräten oder Ausrüstungsteilen wie beispielsweise einer LLP 242 zu kommunizieren. Eine Echtzeituhr (RTC; real time clock) und ein Protokoll 306, eine Batteriesatzschnittstelle (IF; interface) 316 und ein Diagnoseport 318 sind ebenfalls in der Funktionalität bei einer Ausgestaltung der in 3 abgebildeten Basisprozessorkarte 204 enthalten.
  • Die Basisprozessorkarte 204 leitet auch die gesamte drahtgebundene und drahtlose Datenkommunikation mit externen (Host-Rechner) und internen (Bildschirmprozessor 202) Geräten. Die Basisprozessorkarte 204 ist in der Lage, über eine Ethernet-Funktion 320 mit einem Ethernet-Netzwerk [wobei z. B. eine Taktsynchronisations-Norm wie beispielsweise IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 verwendet wird], über eine LAN-Funktion 322 mit einem drahtlosen Local Area Network (WLAN; wireless local area network) und über eine Parallel-Seriell-Kommunikations-Funktion (PSK-Funktion) 314 mit dem Bluetooth-Modul 232 zu kommunizieren. Die Basisprozessorkarte 204 umfasst des Weiteren einen Anschluss an ein Universal-Serial-Bus-Gerät (USB-Gerät) 312.
  • Die Basisprozessorkarte 204 überträgt und erfasst unverarbeitete Messdaten (z. B. Zählungen des Kodierersystems, Temperaturmesswerte) für die Verarbeitung zu Messdaten, ohne dass dabei irgendeine Vorverarbeitung erforderlich ist, wie sie beispielsweise bei der seriellen Box des vorgenannten Patents '582 offenbart wird. Der Basisprozessor 204 sendet die verarbeiteten Daten über eine RS485-Schnittstelle (IF) 326 zu dem Bildschirmprozessor 328 auf der Benutzerschnittstellenkarte 202. Bei einer Ausgestaltung sendet der Basisprozessor 204 auch die unverarbeiteten Messdaten an einen externen Computer.
  • Nun Bezug nehmend auf die Benutzerschnittstellenkarte 202 in 3, werden die vom Basisprozessor empfangenen Winkel- und Positionsdaten von auf dem Bildschirmprozessor 328 ausgeführten Anwendungen verwendet, um ein autonomes messtechnisches System in dem Gelenkarm-KMG 100 bereitzustellen. Die Anwendungen können auf dem Bildschirmprozessor 328 ausgeführt werden, um beispielsweise folgende, aber nicht darauf beschränkte Funktionen zu unterstützen: Messung von Merkmalen, Anleitungs- und Schulungsgrafiken, Ferndiagnostik, Temperaturkorrekturen, Steuerung verschiedener Betriebseigenschaften, Verbindung zu verschiedenen Netzwerken und Anzeige gemessener Objekte. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 umfasst zusammen mit dem Bildschirmprozessor 328 und einer Schnittstelle für einen Flüssigkristallbildschirm (LCD-Bildschirm; liquid crystal display) 338 (z. B. ein berührungssensitiver LCD-Bildschirm) mehrere Schnittstellenoptionen, zu denen eine Secure-Digital-Karten-Schnittstelle (SD-Karten-Schnittstelle) 330, ein Speicher 332, eine USB-Host-Schnittstelle 334, ein Diagnoseport 336, ein Kameraport 340, eine Audio-/Video-Schnittstelle 342, ein Wähl-/Funkmodem 344 und ein Port 346 für das Global Positioning System (GPS) gehören.
  • Das in 3 abgebildete elektronische Datenverarbeitungssystem 210 umfasst des Weiteren eine Basisenergiekarte 206 mit einem Umgebungsaufzeichnungsgerät 362 zur Aufzeichnung von Umgebungsdaten. Die Basisenergiekarte 206 stellt auch Energie für das elektronische Datenverarbeitungssystem 210 bereit, wobei ein Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler 358 und eine Batterieladegerät-Steuerung 360 verwendet werden. Die Basisenergiekarte 206 kommuniziert über einen seriellen Single-Ended-Bus 354, der eine Inter-Integrated Circuit (I2C) aufweist, sowie über eine Device Service Provider Interface (DSPI; Geräteschnittstelle für Dienstanbieter) 356 mit der Basisprozessorkarte 204. Die Basisenergiekarte 206 ist über eine Ein-/Ausgabe-Erweiterungsfunktion (I/O-Erweiterungsfunktion) 364, die in der Basisenergiekarte 206 implementiert ist, mit einem Neigungssensor und einem Radiofrequenzidentifikations-Modul (RFID-Modul) 208 verbunden.
  • Obwohl sie als getrennte Komponenten dargestellt sind, können alle oder eine Untergruppe der Komponenten bei anderen Ausgestaltungen physisch an verschiedenen Stellen angeordnet sein und/oder die Funktionen auf andere Art als bei der in 3 dargestellten kombiniert sein. Beispielsweise sind die Basisprozessorkarte 204 und die Benutzerschnittstellenkarte 202 bei einer Ausgestaltung in einer physischen Karte kombiniert.
  • Bezug nehmend auf 4, umfasst ein anderer Aspekt der Verbesserungen des tragbaren Gelenkarm-KMG 100 von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung die Einbeziehung eines für Teile vorgesehenen Temperaturmess- und/oder -profiliersystems im Gelenkarm-KMG 100. In diesem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur des zu messenden Teils erfasst, in den Datenstrom des Arms integriert und der messtechnischen Applikationssoftware bereitgestellt werden. Diese Temperatur kann bei der Korrektur von Abmessungsänderungen verwendet werden, die durch den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials des Teils bedingt sind. Sie kann alternativ dazu benutzt werden, genaue Temperaturdaten in Abhängigkeit von der Position auf dem Objekt zur Verfügung zu stellen, wodurch ermöglicht wird, dass das Temperaturprofil genau auf einem Modell mit rechnergestützter Konstruktion (CAD-Modell; computer-aided design) abgebildet werden kann. Das Temperaturprofil 440 kann wie in 4 angezeigt werden. Das Temperaturprofil 440 kann einen numerischen Messwert 410 oder eine andere grafische Oberfläche umfassen, die die numerisch dargestellte Temperatur des bzw. der geprüften Objekte anzeigt. Das Temperaturprofil 440 kann ferner eine grafische Farb- oder Grautondarstellung 420 der Temperaturverteilung bei dem bzw. den geprüften Objekten umfassen. Das Diagramm 420 kann demzufolge die Temperaturgefälle und kritischen Temperaturen von geprüften Objekten optisch anzeigen.
  • Eine kritische Temperatur ist in diesem Zusammenhang eine Temperatur eines Objekts, die eine etwaige zulässige Abweichung von einem Bezugstemperaturwert überschreitet. Wenn beispielsweise die Abmessungen eines bestimmten Objekts bei 20°C vorgegeben sind, könnte der zulässige Temperaturbereich für die Messung durch das Gelenkarm-KMG in einem bestimmten Moment 17–23°C betragen. Außerhalb dieses Werts könnte der Bediener angewiesen werden, einen Kontakttemperatursensor wie beispielsweise einen Thermistor direkt am Objekt zu befestigen, damit die Temperatur gemessen und Korrekturen numerisch durchgeführt werden können, um die Wärmeausdehnung oder Wärmeschrumpfung anzugeben. Es wäre in ähnlicher Weise möglich, eine kritische Ausdehnung, beispielsweise in Teilen pro Million oder in Mikrometern, anzugeben. Die kritische Ausdehnung des Objekts wäre dann eine Ausdehnung oder Schrumpfung des Materials, die vom Benutzer als zu hoch erachtet wird. Außerhalb des annehmbaren Bereichs könnte der Benutzer angewiesen werden, einen Kontakttemperatursensor an dem Objekt zu befestigen.
  • Die Temperatur kann direkt auf einer dreidimensionalen Darstellung des gemessenen Objekts angezeigt werden. Moderne Applikationssoftware bietet die Möglichkeit, eine dreidimensionale Darstellung eines Objekts auf einer Anzeige zu drehen. Eine solche Anzeige könnte ein CAD-Modell des Objekts oder eine Darstellung des vom Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Objekts sein. Die Messungen durch das Gelenkarm-KMG können mit der Sonde 118, die ein Objekt direkt berührt, oder mit berührungslosen Vorrichtungen wie beispielsweise einer Laserliniensonde oder mit einer Kombination aus berührenden und berührungslosen Messvorrichtungen durchgeführt werden. Die Temperatur kann auf verschiedene Arten auf einer solchen dreidimensionalen Darstellung angezeigt werden. Beispielsweise kann die Temperatur durch eine Grauskala, durch Farbe, durch eine Konturkarte oder durch „Antennen” (whiskers) dargestellt werden. Antennen sind kleine hervorstehende Linien mit einer Länge, die proportional zu der Abweichung von einer Bezugstemperatur ist.
  • In ähnlicher Weise kann die Wärmeausdehnung oder Wärmeschrumpfung relativ zu den Abmessungen bei einer Bezugstemperatur direkt auf einer dreidimensionalen Darstellung des Objekts abgebildet werden. Eine derartige Schrumpfung könnte beispielsweise in Form einer relativen Änderung delta L/L angegeben werden, wobei delta L die Änderung einer kleinen Länge an einer Ortsposition ist und L der Wert der kleinen Länge ist. Ein solches Maß ist dimensionslos und kann auch in Teilen pro Million (ppm) angegeben werden. Der Betrag delta L/L kann ermittelt werden, indem der WAK des Objekts mit der Abweichung der Temperatur von einem Bezugswert multipliziert wird. Alternativ dazu könnte die Wärmeausdehnung in absoluten Ausdrücken mit der Ist-Längenänderung in Mikrometern oder Millimetern relativ zu Bezugsmerkmalen wie beispielsweise Bezugsebenen oder Bezugspunkten dargestellt werden. Die grafischen Darstellungen der Wärmeausdehnung oder -schrumpfung können unabhängig davon, ob sie in relativen oder absoluten Ausdrücken angegeben werden, beispielsweise mittels Farbe, Konturkarten oder Antennen angezeigt werden.
  • Die Messung der Temperaturen oder Wärmeausdehnungen von Objekten über deren dreidimensionale Koordinaten ist auf verschiedene Weise von Nutzen. Wie bereits besprochen wurde, können solche Messungen den Benutzer warnen, dass die Temperaturen oder Wärmeausdehnungen oder -schrumpfungen derart außerhalb eines annehmbaren Bereichs liegen, dass eine Korrektur durchgeführt werden muss. In anderen Fällen kann das Temperaturprofil eines Objekts von sich aus von Interesse sein.
  • Die Software kann außerdem die von einem beispielhaften Temperaturmesssystem bereitgestellten Temperaturwerte dazu verwenden, die gemessenen Dimensionswerte auf eine Bezugstemperatur direkt zu korrigieren oder zu normalisieren. Der Benutzer könnte die Information über den WAK des oder der gemessenen Materialien in die Benutzerschnittstelle eingeben, um diese Korrektur automatisch durchführen zu lassen.
  • Beispielhafte Ausgestaltungen des Temperaturmesssystems können Folgendes umfassen: einen integrierten Infrarot- oder anderen berührungslosen Temperatursensor in dem Griff 126 oder in einem am Armabschnitt 104 des Gelenkarm-KMG 100 befestigten Zusatzteil (z. B. eine Laserliniensonde) und/oder ein Mittel zum Verbinden eines berührenden oder berührungslosen entfernten Temperatursensors (über einen Anschluss, Bluetooth, WiFi oder andere Protokolle) mit der Elektronik des Gelenkarm-KMG. Ebenfalls umfasst sein kann eine Schnittstellenelektronik, die die Hardware der Temperaturmessung sowie die Firmware und/oder Software mit Energie versorgt, abliest und/oder steuert, um die Temperaturdaten zu formatieren und sie über den Datenkommunikationsstrom des Arms zu der Applikationssoftware zu leiten, die intern im Gelenkarm-KMG 100 oder auf einem externen Computer läuft. Ferner umfasst sein können Schalter oder Softwaresteuerungen, die die Parameter der Temperaturmessung initiieren und steuern, und eine Benutzerschnittstelle, die in das Gelenkarm-KMG 100 oder auf einem externen Computer integriert ist, um Temperaturdaten und Steuerungsoptionen anzuzeigen.
  • Das berührungslose Temperaturmesssystem kann unter Einsatz von Sensoren ausgeführt werden, die auf elektromagnetische Energie ansprechen. Derartige Sensoren werden oft als „Infrarotsensoren” bezeichnet, obwohl sichtbare Wellenlängen und Infrarot-Wellenlängen wichtig sein können, und zwar insbesondere bei heißen Materialien. Derartige Sensoren, die auf elektromagnetische Energie ansprechen, sind in verschiedenen Arten erhältlich. Beispielsweise kann ein Infrarotsensor ein einziger Detektor sein (der normalerweise für einen bestimmten Bereich von Infrarot-Wellenlängen empfindlich ist) oder eine Anordnung optischer Detektoren umfassen. 4 zeigt ein Beispiel von Daten, die mit einer Anordnung optischer Detektoren erhalten wurden, wobei die Temperatur bei jedem bestimmten Punkt durch einen Grauwert angezeigt ist.
  • Einige Infrarotsensoren messen den Betrag der elektromagnetischen Energie, der über einen relativ schmalen Bereich optischer Wellenlängen erfasst wurde. Die Temperatur an einem beliebigen bestimmten Punkt kann aus der erfassten Energie ermittelt werden, wenn der Emissionsgrad des Materials bekannt ist. Andere Typen von Infrarotsensoren messen den Betrag der elektromagnetischen Energie über zwei relativ schmale Bereiche optischer Wellenlängen. Die zwei Energien können verwendet werden, um die Temperatur des Materials einzuschätzen, wenn dessen Emissionsgrad unbekannt ist. Ein anderes Verfahren zur Messung der Temperatur eines Materials mit unbekanntem Emissionsgrad besteht darin, ein Bezugsobjekt mit einem bekannten Emissionsgrad (z. B. eine schwarze Scheibe) in engen Wärmekontakt mit dem zu prüfenden Objekt zu bringen. Durch Messen der von dem Bezugsobjekt zurückgestrahlten Energie kann man die Temperatur des zu prüfenden Objekts erhalten. Ein Verfahren zur Feststellung des Emissionsgrads eines Materials besteht darin, die Temperatur des zu prüfenden Objekts in der Nähe des Bezugsobjekts zu messen. Mittels der erfassten Daten kann der Emissionsgrad des zu prüfenden Objekts eingeschätzt werden.
  • Ein berührungsloser Temperatursensor, der auf elektromagnetische Strahlung anspricht, wandelt elektromagnetische Energie bzw. Leistung in ein elektrisches Signal um. Dieses Signal kann verstärkt, gefiltert oder auf andere Weise konditioniert werden. Eine solche Konditionierung kann in der Nähe des Sensors oder in einiger Entfernung vom Sensor durchgeführt werden. Das Signal kann für die Übertragung über einen elektrischen Draht oder einen elektrischen Bus von einer analogen in eine digitale Form umgewandelt oder drahtlos übertragen werden. Alternativ dazu kann das elektrische Signal über eine gewisse Entfernung in analoger Form übertragen werden. Das digitale umgewandelte Signal kann durch den Einsatz von Gleichungen wie beispielsweise Gleichungen auf Basis des Planck'schen Gesetzes mit einem Prozessor oder einer anderen Vorrichtung analysiert werden, um die Temperatur des Objekts auf Basis eines vorgegebenen Emissionsgrads festzustellen. Alternativ dazu können andere Verfahren wie beispielsweise das oben beschriebene Zwei-Farben-Verfahren ausgewertet werden, wobei zum Beispiel ein Prozessor mit geeigneten Gleichungen auf Basis des Planck'schen Gesetzes benutzt wird. Da die Umwandlung des vom Sensorelement empfangenen elektromagnetischen Signals auf unterschiedliche Weise elektrisch verarbeitet werden kann und da eine derartige Verarbeitung an verschiedenen Standorten durchführbar ist (innerhalb oder außerhalb des Gelenkarm-KMG 100), kann man von der Verwendung eines elektrischen Systems sprechen, das zur Umwandlung des vom Sensorelement kommenden elektrischen Signals in einen Temperaturwert verwendet wird. Falls mehrere Sensorelemente eingesetzt werden, wird das elektrische System dazu benutzt, die von diesen Sensorelementen erhaltenen mehreren elektrischen Signale in mehrere Temperaturen umzuwandeln. Es werden weitere Verarbeitungselemente, die in einer elektrischen Schaltung enthalten sind, verwendet, um die Temperaturinformation einer Anzeige bereitzustellen. Eine solche Anzeige kann in das Gelenkarm-KMG 100 integriert oder außerhalb des Gelenkarm-KMG 100 angeordnet sein (zum Beispiel in einem externen Computer).
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Messung der Temperatur gemäß beispielhaften Ausgestaltungen und zeigt, dass das Gelenkarm-KMG 100 bei Block 510 die Temperatur kontinuierlich messen kann und die Messungen bei Block 520 kontinuierlich so lange anzeigen kann, wie der Bediener bei Block 530 messen und es sich anzeigen lassen möchte.
  • Der Einsatz des Gelenkarm-KMG 100 mit einem Temperaturmesssystem ist von Vorteil, weil die Temperaturen direkt mit den Koordinaten des zu prüfenden Objekts in Beziehung gesetzt werden können. Darüber hinaus kann das Gelenkarm-KMG 100 zu verschiedenen Stellen bewegt werden, um das Objekt von allen Richtungen aus zu betrachten. Da die Information über die Abmessungen von dem Gelenkarm-KMG 100 erfasst wird, können somit alle Temperaturdaten direkt mit den Koordinaten des von allen Seiten betrachteten Objekts in Beziehung gesetzt werden.
  • Es wird nun ein Verfahren zum Zuordnen der von dem Temperaturmesssystem gemessenen Temperaturen zu den vom Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Koordinaten des Objekts beschrieben. Ein Sensor, der die elektromagnetische Energie als Methode zur Ermittlung der Temperatur eines Objekts misst, kann ein einziges Sensorelement oder mehrere Sensorelemente umfassen. Ein üblicher Sensortyp hat eine Anordnung von Sensorelementen. Zu einem beliebigen bestimmten Zeitpunkt nimmt jedes Sensorelement eine bestimmte Position im lokalen Bezugssystem des Gelenkarm-KMG 100 ein. Ferner hat jedes Sensorelement eine einmalige Linie im lokalen Bezugssystem des Gelenkarm-KMG 100. Die Linie erstreckt sich von dem Sensorelement durch den effektiven Mittelpunkt eines Linsensystems, das vor dem Sensorelement sitzt. Der Punkt, an welchem die Linie das Objekt schneidet, ist derjenige Punkt, um welchen herum die elektromagnetische Energie, die sich aus der lokalen Temperatur des Objekts ergibt, in Richtung des Sensorelements projiziert wird. Bei mehreren Sensorelementen schneidet jede Linie von einem jeweiligen Sensorelement das Objekt an einer anderen Position.
  • Die Koordinaten des Punkts im dreidimensionalen Raum, die einer bestimmten Temperatur auf dem Objekt entsprechen, können festgestellt werden, indem das Objekt im dreidimensionalen Raum positioniert wird und anschließend der Punkt ermittelt wird, an welchem die Linie, die sich von einem jeweiligen Sensorelement aus erstreckt, das Objekt schneidet. Eine Methode zur Feststellung der Position des Objekts im dreidimensionalen Raum besteht darin, mindestens drei nicht-kollineare Punkte auf dem Objekt mit einer oder mehreren Messvorrichtungen des Gelenkarm-KMG 100 zu messen. Diese Punkte könnten bestimmte Merkmale sein, die eindeutig identifizierbar sind. Ein Punkt könnte beispielsweise der Mittelpunkt einer Kugel oder eine Ecke sein, an welcher sich drei Kanten schneiden.
  • In vielen Fällen steht ein CAD-Modell für den zu messenden Gegenstand zur Verfügung. In diesem Fall könnte das CAD-Modell derart gestaltet werden, dass es die drei gemessenen Merkmale (Punkte) überlagert, um eine Übereinstimmung zu erzielen. In anderen Fällen kann das Objekt eine einfache Form – zum Beispiel eine Ebene oder eine Kugel – aufweisen. Eine einfache Form dieses Typs kann an die mindestens drei gemessenen Punkte angepasst werden. In noch weiteren Fällen ist die Form des Objekts möglicherweise unbekannt. In diesem Fall können die Messvorrichtungen des Gelenkarm-KMG dazu verwendet werden, genug Punkte auf dem Objekt zu messen, damit dessen Form festgestellt werden kann. In all diesen Fällen ermöglichen die Messungen mit dem Gelenkarm-KMG eine Abbildung der Temperaturdaten auf einer dreidimensionalen Darstellung des Objekts.
  • Die für den Einsatz mit dem berührungslosen Temperatursensor vorgesehene Software kann sich in dem Gelenkarm selbst oder in der Applikationssoftware befinden, die auf einem externen Computer resident ist. Die Software kann außer der Anzeige der gemessenen Temperaturen dem Benutzer auch auf einer Anzeige eine Möglichkeit für die Kompensation des berührungslosen Temperatursensors oder für die Eingabe einer Information über den Emissionsgrad der gemessenen Materialien zur Verfügung stellen.
  • Wie vorstehend erläutert wurde, kann ein Kontakttemperatursensor zusätzlich zu oder anstelle von einem berührungslosen Sensor verwendet werden. Eine Kontaktsensortyp wird an einem Werkstück befestigt. Kontaktsensoren sind mit relativ hohen Genauigkeiten – in manchen Fällen +/–0,1°C oder besser – erhältlich. Kontaktsensoren können unabhängig von der Position des Gelenkarm-KMG 100 kontinuierlich die Temperatur eines vorgegebenen Punkts auf einer Werkstückoberfläche messen. Die Erfassungselemente innerhalb eines Kontakttemperatursensors können Thermistoren, Widerstands-Temperaturfühler, Thermoelemente oder andere Vorrichtungen umfassen. Die gesamte Temperaturerfassungsvorrichtung enthält zusätzlich zu dem Erfassungselement normalerweise noch die Elektronik und ein elektrisches Kabel. Falls das zu messende Objekt (das Werkstück) aus einem ferromagnetischen Material wie beispielsweise Stahl besteht, kann der Temperatursensor mit einem Magneten mit dem Werkstück verbunden werden. Der Temperatursensor kann mit einem Fluid oder Klebstoff wie beispielsweise einer Wärmeleitpaste oder einem Wärme leitenden Epoxid an einem Werkstück befestigt werden. Alternativ dazu kann der Temperatursensor mit einem Klebeband an dem Material befestigt werden.
  • Eine wichtige Verwendung von Kontakttemperatursensoren besteht darin, die Wärmeausdehnung eines Werkstücks bezogen auf eine Bezugstemperatur zu korrigieren. Für diese Korrektur müssen der WAK des Materials sowie die Temperaturänderung des Werkstücks gegenüber der Bezugstemperatur bekannt sein. Die Temperatur des zu prüfenden Objekts ist in vielen Fällen über ein Volumen des Objekts gleichmäßig. In diesem Fall reicht es eventuell aus, wenn ein einziger Temperatursensor an dem Werkstück befestigt wird. In anderen Fällen sollen möglicherweise mehrere Temperatursensoren an einem oder mehreren Werkstücken befestigt werden.
  • Ein Temperatursensor kann in einen Drahtleitungsanschluss wie beispielsweise den USB-Port 312 gesteckt oder beispielsweise mittels des Bluetooth-Moduls 232 an einen drahtlosen Port angeschlossen werden. Das elektrische Signal kann alternativ dazu vom Erfassungselement in analoger Form zum Gelenkarm geleitet werden, wo die elektrische Schaltung, beispielsweise auf der Basisprozessorkarte 204, das Signal in einen digitalen Temperaturwert umwandelt. Der gemessene Temperaturwert kann zur Benutzerschnittstellenkarte 202 oder zu einem externen Computer geleitet werden.
  • Der Benutzer des Gelenkarm-KMG 100 kann den WAK des zu prüfenden Werkstücks in die Benutzerschnittstellenkarte 202 eingeben oder einen Bereich von WAK-Werten verschiedener Abschnitte des zu prüfenden Werkstücks eingeben. Der Benutzer kann ferner eine Bezugstemperatur, die häufig 20°C beträgt, in die Benutzerschnittstelle eingeben. Die Benutzerschnittstellenkarte 202 kann die Daten für die Betrachtung auf dem Bildschirm 338 im Gelenkarm-KMG 100 verarbeiten. Sie kann alternativ dazu Daten auf einen externen Computer exportieren.
  • Es gibt verschiedene Methoden für die Verwendung der Temperaturdaten durch die Benutzerschnittstellenkarte 202 oder den externen Computer. Beispielsweise kann ein Ausdehnungsfaktor = 1 + (gemessene Temperatur – Bezugstemperatur)·WAK berechnet werden. Der Ausdehnungsfaktor ist außerdem gleich (L + delta L)/L, wobei L eine Länge ist und delta L eine entsprechende Längenänderung ist. Der Ausdehnungsfaktor oder ein beliebiger anderer Faktor, in dem die Auswirkungen der gemessenen Temperatur, der Bezugstemperatur und des WAK kombiniert sind, kann von der Benutzerschnittstellenkarte 202 oder einem externen Computer verwendet werden. Eine einfache und wichtige Methode zur Verwendung eines Ausdehnungsfaktors besteht darin, die Abmessungen des Werkstücks normalisiert auf die Bezugstemperatur zu berechnen. Die berechneten Abmessungen können von der Benutzerschnittstellenkarte 202 mit einem globalen Bezugssystem oder mit Bezugspunkten auf dem Werkstück in Beziehung gesetzt werden. Die Ausdehnung des Werkstücks zwischen zwei beliebigen Punkten wird auf diese Weise zur Verfügung gestellt und kann grafisch sichtbar gemacht werden. Korrekturen, die die Wärmeausdehnung angeben, können an Punkten erfolgen, die von einer beliebigen Messvorrichtung – beispielsweise einer Kontaktsonde 118 oder einer LLP 242 – erhalten wurden.
  • Es wird nun angenommen, dass ein Bediener Punkte auf einem Werkstück mit dem Gelenkarm-KMG 100 messen und sich anschließend die Ergebnisse normalisiert auf eine Bezugstemperatur in einem globalen Koordinatensystem anzeigen lassen möchte. Falls das globale Koordinatensystem nicht festgelegt wurde, kann der Bediener drei oder mehr kollineare Punkte als Methode zur Festlegung der x-, y- und z-Achse des globalen Koordinatensystems bezogen auf das lokale Koordinatensystem des Gelenkarm-KMG 100 messen. Mittels dieser gleichen Daten kann eine mathematische Transformation festgelegt werden, um beliebige von der Sonde 118 oder der LLP 242 gemessene Koordinaten im lokalen Koordinatensystem des Gelenkarm-KMG 100 in das globale Koordinatensystem umzuwandeln. Die Transformation kann beispielsweise durch eine 4×4-Transformationsmatrix erfolgen, die eine Drehung und eine Translation durchführt. Derartige Transformationen sind dem durchschnittlichen Fachmann weithin bekannt und werden nicht weiter besprochen. Zur Normalisierung der im globalen Koordinatensystem angezeigten Koordinatenwerte auf eine Bezugstemperatur wird jeder der drei gemessenen Werte x, y und z eines Punkts mit einem Ausdehnungsfaktor multipliziert, der mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhalten wurde. Die normalisierten Koordinatenwerte können auf dem Bldschirm 338 angezeigt oder zu einem externen Computer für die Anzeige oder die weitere Verarbeitung gesendet werden. Ein Vorteil beim Senden normalisierter Daten an einen externen Computer besteht darin, dass der Bediener sich darauf verlassen kann, dass die Temperaturkorrekturen von der Benutzerschnittstellenkarte 202 korrekt durchgeführt wurden. Dadurch kann Zeit gespart werden, da die Notwendigkeit der Überprüfung der Genauigkeit der Normalisierungsberechnung für jede Art von Applikationssoftware, die mit dem Gelenkarm-KMG 100 verwendet wird, entfällt.
  • Falls CAD-Daten zur Verfügung stehen, können die vom Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Dimensionen des Werkstücks auf die Bezugstemperatur normalisiert und dann mit dem CAD-Modell verglichen werden, das die bei der gleichen Temperatur vorgegebenen Abmessungen aufweist. Abweichungen der Abmessungen von den vorgegebenen Werten können beispielsweise auf dem Bildschirm 338 oder auf einem externen Computer durch Farbe, eine Grauskala, eine Konturkarte oder Antennen angezeigt werden.
  • In einigen Fällen wird möglicherweise bevorzugt, dass mehrere Kontakttemperatursensoren an einem oder mehreren Werkstücken befestigt werden. Ein Verfahren zur Durchführung davon besteht darin, die mehreren Temperatursensoren in einem Anschluss (Drahtleitung oder drahtlos) des Gelenkarm-KMG 100 zu multiplexen und anschließend die Temperaturmesswerte nacheinander zu erfassen. Ein alternatives Verfahren besteht darin, jeden Temperatursensor mit einem anderen Anschluss des Gelenkarm-KMG 100 zu verbinden.
  • Die technischen Auswirkungen und Vorteile umfassen die Fähigkeit, die Temperatur sowie die Temperaturänderungen eines vom Gelenkarm-KMG 100 gemessenen Objekts kontinuierlich zu messen. Der Bediener kann entsprechend über Änderungen alarmiert werden und eine Korrekturmaßnahme durchführen. Eine solche Maßnahme kann darin bestehen, das zu prüfende Objekt zu einer besser geeigneten Messumgebung zu bewegen oder dem Objekt Zeit zu geben, bis es das thermische Gleichgewicht erreicht hat. Alternativ dazu kann die Software für die Normalisierung der Prüfergebnisse benutzt werden, um die Temperatur und den WAK des geprüften Objekts anzugeben. Ferner kann der berührungslose Temperatursensor verwendet werden, um zum Selbstzweck die Temperatur eines Objekts in Abhängigkeit von der Position auf dem Objekt zu messen. Die vom Gelenkarm-KMG 100 bereitgestellte Information über die Abmessungen kann für die genaue Abbildung der gemessenen Temperatur auf einem CAD-Modell des geprüften Objekts benutzt werden. Dies ist von Nutzen für Ingenieure, die bestimmen möchten, ob Konstruktionen verändert werden müssen, und für die Bereitstellung genauer Informationen für Finite-Elemente-Modelle.
  • Es ist für den Fachmann zu erkennen, dass die Aspekte der vorliegenden Erfindung als ein System, Verfahren oder Computerprogrammprodukt ausgebildet sein können. Die Aspekte der vorliegenden Erfindung können demgemäß die Form einer ganz aus Hardware bestehenden Ausgestaltung, einer ganz aus Software bestehenden Ausgestaltung (einschließlich Firmware, residenter Software, Mikrocode usw.) oder einer Ausgestaltung, welche alle allgemein hierin als „Schaltung”, „Modul” oder „System” bezeichneten Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, aufweisen. Darüber hinaus können die Aspekte der vorliegenden Erfindung die Form eines Computerprogrammprodukts aufweisen, das in einem oder mehreren computerlesbaren Medien ausgebildet ist, auf denen ein computerlesbarer Programmcode ausgebildet ist.
  • Es kann eine beliebige Kombination von einem oder mehreren computerlesbaren Medien benutzt werden. Das computerlesbare Medium kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium sein. Ein computerlesbares Speichermedium kann beispielsweise ein(e) elektronische(s), magnetische(s), optische(s), elektromagnetische(s), Infrarot- oder Halbleiter-System, Vorrichtung oder Gerät oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Zu den spezifischeren Beispielen (keine erschöpfende Auflistung) für das computerlesbare Speichermedium würde Folgendes zählen: ein elektrischer Anschluss mit einem oder mehreren Drähten, eine tragbare Computerdiskette, eine Festplatte, ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein Nurlesespeicher (ROM), ein löschbarer programmierbarer Nurlesespeicher (EPROM oder Flash-Speicher), eine Lichtleitfaser, ein tragbarer CD-Nurlesespeicher (CD-ROM), ein optisches Speichergerät, ein magnetisches Speichergerät oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden. Im Zusammenhang mit diesem Dokument kann ein computerlesbares Speichermedium ein beliebiges physisch vorhandenes Medium sein, das ein Programm enthalten oder speichern kann, damit es von oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder einem Gerät verwendbar ist, welches bzw. welche Anweisungen ausführt.
  • Ein computerlesbares Signalmedium kann ein sich ausbreitendes Datensignal mit einem darin ausgebildeten computerlesbaren Programmcode sein, beispielsweise im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle. Ein solches sich ausbreitendes Signal kann irgendeine von unterschiedlichen Formen annehmen, die elektromagnetische, optische oder eine beliebige geeignete Kombination davon umfassen, aber nicht darauf beschränkt sind. Ein computerlesbares Signalmedium kann ein beliebiges computerlesbares Medium sein, das kein computerlesbares Speichermedium ist und das ein Programm kommunizieren, ausbreiten oder transportieren kann, damit es von oder in Verbindung mit einem System, einer Vorrichtung oder einem Gerät verwendbar ist, welches bzw. welche Anweisungen ausführt.
  • Der auf einem computerlesbaren Medium ausgebildete Programmcode kann mit irgendeinem geeigneten Medium übertragen werden, das ein drahtloses Medium, eine Drahtleitung, ein Lichtleitfaserkabel, eine Funkfrequenz usw. oder eine beliebige geeignete Kombination der vorstehenden umfasst, aber nicht darauf beschränkt ist.
  • Der Computerprogrammcode zur Durchführung der Rechenvorgänge für die Aspekte der vorliegenden Erfindung kann in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, zu denen eine objektorientierte Programmiersprache wie beispielsweise Java, Smalltalk, C++, C# oder dergleichen und herkömmliche Verfahrensprogrammiersprachen wie beispielsweise die Programmiersprache „C” oder ähnliche Programmiersprachen gehören. Der Programmcode kann vollständig auf dem Computer des Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als unabhängiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem Ferncomputer oder vollständig auf dem Ferncomputer oder -server ausgeführt werden. Im letzteren Szenarium kann der Ferncomputer durch irgendeinen Netzwerktyp einschließlich eines lokalen Netzwerks (LAN) oder eines Weitverkehrsnetzes (WAN) mit dem Computer des Benutzers verbunden sein oder kann die Verbindung zu einem externen Computer erfolgen (beispielsweise über das Internet durch einen Internet-Dienstanbieter).
  • Die Aspekte der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockschaltbilder von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß den Ausgestaltungen der Erfindungen beschrieben. Es versteht sich, dass jeder Block der Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockschaltbilder und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufdiagramm-Darstellungen und/oder Blockschaltbildern durch Computerprogramm-Anweisungen implementierbar sind.
  • Diese Computerprogramm-Anweisungen können einem Prozessor eines universell einsetzbaren Computers, Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zur Bildung eines Geräts derart bereitgestellt werden, dass die Anweisungen, welche über den Prozessor des Computers oder der anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt werden, Mittel zur Implementierung der Funktionen/Vorgänge erzeugen, die in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockschaltbilds vorgegeben sind. Diese Computerprogramm-Anweisungen können auch auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein, das einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Geräte derart für eine bestimmte Funktionsweise steuern kann, dass die auf dem computerlesbaren Medium gespeicherten Anweisungen einen Herstellungsartikel einschließlich Anweisungen erzeugen, welche die Funktion bzw. den Vorgang implementieren, die bzw. der in dem Block oder den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockschaltbilds vorgegeben ist.
  • Die Computerprogramm-Anweisungen können ferner derart auf einen Computer, eine andere programmierbare Datenverarbeitungsvorrichtung oder andere Geräte geladen werden, dass sie eine Reihe von Arbeitsschritten bewirken, die auf dem Computer, der anderen programmierbaren Vorrichtung oder anderen Geräten so durchzuführen sind, dass sie ein computerimplementiertes Verfahren derart erzeugen, dass die Anweisungen, welche auf dem Computer oder der anderen programmierbaren Vorrichtung ausgeführt werden, Verfahren zur Implementierung der Funktionen/Vorgänge bereitstellen, die in dem Block bzw. den Blöcken des Ablaufdiagramms und/oder Blockschaltbilds vorgegeben sind.
  • Die Ablauf- und Blockschaltbilder in den Figuren zeigen die Architektur, die Funktionalität und den Betrieb möglicher Implementierungen von Systemen, Verfahren und Computerprogrammprodukten gemäß verschiedenen Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung. In dieser Hinsicht kann jeder Block in den Ablaufdiagrammen oder Blockschaltbildern ein Modul, ein Segment oder einen Teil eines Codes repräsentieren, welches bzw. welcher eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der vorgegebenen logischen Funktion(en) umfasst. Es ist ferner anzumerken, dass die in dem Block angegebenen Funktionen bei einigen alternativen Implementierungen in einer anderen als der in den Figuren angegebenen Reihenfolge erfolgen können. Beispielsweise können zwei hintereinander dargestellte Blöcke eigentlich im Wesentlichen gleichzeitig ausgeführt werden oder können die Blöcke je nach der betreffenden Funktionalität manchmal in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden. Es ist ebenfalls anzumerken, dass jeder Block der Blockschaltbilder und/oder der Ablaufdiagramm-Darstellung und Kombinationen von Blöcken in den Blockschaltbildern und/oder der Ablaufdiagramm-Darstellung durch spezielle Systeme auf Hardware-Basis implementierbar sind, die die vorgegebenen Funktionen oder Vorgänge oder Kombinationen von speziellen Hardware- und Computeranweisungen durchführen.
  • Obwohl die Erfindung anhand beispielhafter Ausgestaltungen beschrieben wurde, versteht sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Äquivalente an Stelle von Elementen davon eingesetzt werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Ferner können zahlreiche Modifikationen erfolgen, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Schutzbereich abzuweichen. Es ist demzufolge beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausgestaltung beschränkt ist, die als die zur Durchführung dieser Erfindung beste Ausführungsform erachtete offenbart wurde, sondern dass die Erfindung alle Ausgestaltungen umfasst, die im Schutzbereich der beigefügten Ansprüche liegen. Ferner bedeutet die Verwendung der Begriffe „erster”, „zweiter” usw. nicht irgendeine Reihenfolge oder Bedeutsamkeit, sondern werden die Begriffe „erster”, „zweiter” usw. vielmehr zur Unterscheidung eines Elements von einem anderen verwendet. Darüber hinaus bedeutet die Verwendung der Begriffe „ein”, „eine” usw. nicht eine Beschränkung der Menge, sondern vielmehr das Vorhandensein von mindestens einem des Gegenstands, auf den Bezug genommen wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 5402582 [0004, 0021, 0031]
    • US 5611147 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 1588 [0030]

Claims (22)

  1. Tragbares Gelenkarm-Koordinatenmessgerät (Gelenkarm-KMG), umfassend: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes der Armsegmente mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst; eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigt ist; eine elektronische Schaltung zum Empfang der Positionssignale von den Positionsmessgeräten und zur Bereitstellung von Daten, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; mindestens ein Sensorelement, welches auf dem Gelenkarm-KMG angeordnet ist, das auf elektromagnetische Strahlung anspricht und ein elektrisches Signal als Reaktion auf eine Temperatur eines Objekts erzeugt; und ein elektronisches System, das das elektrische Signal in einen Temperaturwert umwandelt.
  2. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 1, wobei die elektronische Schaltung dafür konfiguriert ist, den Temperaturwert anzuzeigen.
  3. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 2, ferner umfassend eine Benutzerschnittstelle, die dafür konfiguriert ist, mehrere Temperaturwerte in einer grafischen Darstellung anzuzeigen.
  4. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Prozessor, der dafür konfiguriert ist, den Temperaturwert einer Koordinate des Objekts zuzuordnen.
  5. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 4, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, Koordinaten von mindestens drei Punkten zu verwenden, die von der Messvorrichtung gemessen wurden.
  6. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, ein CAD-Modell auf den mindestens drei Punkten zu überlagern.
  7. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, eine vorgegebene geometrische Form auf den mindestens drei Punkten zu überlagern.
  8. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 3, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, die mehreren Temperaturwerte in Abhängigkeit von der Position auf dem Objekt grafisch darzustellen.
  9. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 8, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, die mehreren Temperaturwerte auf einer dreidimensionalen Ansicht des Objekts grafisch darzustellen.
  10. Gelenkarm-KMG nach Anspruch 9, wobei der Prozessor ferner dafür konfiguriert ist, die Temperaturwerte mit einer Grauskala, Farben, Konturen oder Antennen darzustellen.
  11. Verfahren zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts (Gelenkarm-KMG), wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen eines Temperaturwerts eines Objekts mit einem integrierten Temperaturmesssystem, das auf dem tragbaren Gelenkarm-KMG angeordnet ist, wobei das integrierte Temperaturmesssystem auf elektromagnetische Strahlung anspricht, die sich mit der Temperatur des Objekts verändert, wobei das tragbare Gelenkarm-KMG Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst, eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigt ist, und eine elektronische Schaltung, welche die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten bereitstellt, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; Empfangen des Temperaturwerts in der elektronischen Schaltung; und Anzeigen des Temperaturwerts auf einer Benutzerschnittstelle.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Benutzerschnittstelle auf dem Gelenkarm-KMG angeordnet ist.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Benutzerschnittstelle mehrere Temperaturwerte in einer grafischen Darstellung anzeigt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die grafische Darstellung mindestens eines von einem Temperaturgefälle und einer kritischen Temperatur des Objekts anzeigt.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Temperaturwerte verarbeitet werden, um zu bestimmen, ob mindestens eine von einer kritischen Temperatur und einer kritischen Ausdehnung des Objekts vorliegt.
  16. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die grafische Darstellung die Größe von Abmessungsänderungen anzeigt, die sich aus Änderungen der Temperaturen des Objekts relativ zu einer Bezugstemperatur ergeben.
  17. Computerprogrammprodukt zur Implementierung eines tragbaren Gelenkarm-Koordinatenmessgeräts (Gelenkarm-KMG), wobei das Computerprogrammprodukt ein Speichermedium mit einem darauf ausgebildeten computerlesbaren Programmcode umfasst, welcher, wenn er durch einen Computer ausgeführt wird, bewirkt, dass der Computer ein Verfahren implementiert, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Messen eines Temperaturwerts eines Objekts mit einem integrierten Temperaturmesssystem, das auf dem tragbaren Gelenkarm-KMG angeordnet ist, wobei das integrierte Temperaturmesssystem auf elektromagnetische Strahlung anspricht, die sich mit der Temperatur des Objekts verändert, wobei das tragbare Gelenkarm-KMG Folgendes umfasst: einen manuell positionierbaren Gelenkarm mit entgegengesetzten ersten und zweiten Enden, wobei der Arm mehrere verbundene Armsegmente umfasst, wobei jedes Armsegment mindestens ein Positionsmessgerät zur Erzeugung eines Positionssignals umfasst, eine Messvorrichtung, die an einem ersten Ende des Gelenkarm-KMG befestigt ist, und eine elektronische Schaltung, welche die Positionssignale von den Positionsmessgeräten empfängt und Daten bereitstellt, die einer Lage der Messvorrichtung entsprechen; Empfangen des Temperaturwerts in der elektronischen Schaltung; und Anzeigen des Temperaturwerts auf einer Benutzerschnittstelle.
  18. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, wobei die Benutzerschnittstelle auf dem Gelenkarm-KMG angeordnet ist.
  19. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 17, wobei die Benutzerschnittstelle mehrere Temperaturwerte in einer grafischen Darstellung anzeigt.
  20. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 19, wobei die grafische Darstellung mindestens eines von einem Temperaturgefälle und einer kritischen Temperatur des Objekts anzeigt.
  21. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 19, wobei die Temperaturwerte verarbeitet werden, um zu bestimmen, ob mindestens eine von einer kritischen Temperatur und einer kritischen Ausdehnung des Objekts vorliegt.
  22. Computerprogrammprodukt nach Anspruch 19, wobei die grafische Darstellung die Größe von Abmessungsänderungen anzeigt, die sich aus Änderungen der Temperaturen des Objekts relativ zu einer Bezugstemperatur ergeben.
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