DE10114961A1 - Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden Objekts - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden ObjektsInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden Objekts, insbesondere eines in Richtung seiner Längsachse bewegten Produkts, bei dem mindestens zwei optische Messeinrichtungen zur berührungslosen Geometriebestimmung in einem Bereich des Objektes positioniert werden, die Messeinrichtungen mit gegeneinander verkippten und quer zu einer Längsachse des Objekts ausgerichteten Achsen angeordnet werden, das Objekt von jeder Messeinrichtung abgetastet wird, von den Messeinrichtungen ermittelte Messdaten einer Auswerteeinrichtung zugeführt werden und von der Auswerteeinrichtung anhand der von jeweils einer Messeinrichtung ermittelten Messdaten Positionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden bestimmt werden, welche das Objekt auf gegenüberliegenden Seiten berühren. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Positionen einer Mehrzahl von Schnittpunkten der Messgeraden mittels der Auswerteeinrichtung bestimmt werden und dass für mindestens eine Kante des Objekts die Position mittels der Auswerteeinrichtung bestimmt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden Objekts, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung
zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder
einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden
Objekts, insbesondere eines in Richtung seiner Längsachse
bewegten Produkts, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 bzw. nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
Bei einem gattungsgemäßen Verfahren werden mindestens zwei
optische Messeinrichtungen zur berührungslosen Geometriebe
stimmung in einem Bereich des Objekts positioniert und die
Messeinrichtungen werden mit gegeneinander verkippten und
quer zu einer Längsachse des Objekts ausgerichteten Achsen
angeordnet. Weiterhin wird das Objekt von jeder Messein
richtung abgetastet, von den Messeinrichtungen ermittelte
Messdaten werden einer Auswerteeinrichtung zugeführt und
von der Auswerteausrichtung werden anhand der von jeweils
einer Messeinrichtung ermittelten Messdaten Positionen von
jeweils wenigstens zwei Messgeraden bestimmt, welche das
Objekt auf gegenüberliegenden Seiten berühren.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung weist mindestens zwei op
tische Messeinrichtungen zur berührungslosen Geometriebe
stimmung auf, welche mit gegeneinander verkippten und quer
zu einer Längsachse des Objekts ausgerichteten Achsen aus
gerichtet sind, wobei von jeder Messeinrichtung die Posi
tionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden bestimmbar
sind, welche das Objekt auf gegenüberliegenden Seiten be
rühren. Weiterhin weist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur
Auswertung von von den Messeinrichtungen ermittelten Mess
daten eine Auswerteeinrichtung auf, welche mit den Messein
richtungen in Wirkverbindung steht.
Aus der DE 32 19 389 A1 sind ein Verfahren und eine Vor
richtung der genannten Art bekannt. Dabei wird ein Licht
strahl, der innerhalb eines Messfeldes eine Parallel-Ver
schiebungsbewegung erfährt, von einem im Messfeld befind
lichen Objekt für eine bestimmte, von der Größe des Quer
schnitts in der Abtastrichtung abhängige zu messende Zeit
abgeschattet. Um möglichst viel Information über die Form
des Querschnitts zu erhalten, wird das Objekt bei fester
Orientierung in mehreren unterschiedlichen Richtungen abge
tastet, wobei hierzu entweder das gesamte Messsystem um ei
ne zur Längsachse des Objekts parallele Achse verschwenkt
wird oder mehrere unterschiedlich ausgelegte Messsysteme,
die jedoch stationär ausgebildet sind, vorgesehen sind.
In der EP 0 266 525 A1 ist ein Verfahren zur näherungswei
sen Bestimmung einer Querschnittsfläche eines etwa ellip
tischen Objekts, beispielsweise eines Baumstammes, be
schrieben. Dabei wird mit Hilfe von drei optischen Aufnah
megeräten ein Schattenkantensechseck gewonnen, welches die
Querschnittsfläche des elliptischen Objekts umspannt. Hier
zu werden von jedem optischen Aufnahmegerät jeweils zwei
das Objekt auf gegenüberliegenden Seiten berührende Mess
geraden ermittelt. Von einer Auswerteeinrichtung werden
dann eine Mehrzahl von Schnittpunkten sowie davon abgelei
teten Parametern, wie einer ersten und einer zweiten Ova
lität, errechnet.
Sowohl bei der DE 32 19 389 A1 als auch bei der EP 0 266 525 A1
ist jedoch die Bestimmung der Kantenpositionen nicht
vorgesehen. Bei den in diesen Druckschriften offenbarten
Vorrichtungen und Verfahren wird daher die in den Kanten
positionen liegende Information nicht verwertet. Aussagen
über Geometrie- und/oder Orientierungsänderungen, bei
spielsweise eines entlang seiner Längsachse bewegten Ob
jekts, sind bei den genannten Dokumenten nur sehr einge
schränkt möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer
Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens
eine Kante aufweisenden Objekts bereitzustellen, welche in
einfacher Weise die Bestimmung von Kantenpositionen des Ob
jekts ermöglicht und mit welcher Geometrie- und/oder Orien
tierungsänderungen präzise ermittelt werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Patentanspruches 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sowie bevorzug
te Ausführungsformen der Vorrichtung sind in den Unteran
sprüchen beansprucht.
Ein Verfahren der oben angegebenen Art ist erfindungsgemäß
dadurch weitergebildet, dass die Positionen einer Mehrzahl
von Schnittpunkten der Messgeraden mittels der Auswerteein
richtung bestimmt werden und dass für mindestens eine Kante
des Objekts die Position mittels der Auswerteeinrichtung
bestimmt wird.
Ein Kerngedanke der Erfindung kann darin gesehen werden,
dass die in den von den Messeinrichtungen bestimmten und
das untersuchende Objekt berührenden Messgeraden enthal
tene Information möglichst vollständig ausgewertet wird
und dass zur Bestimmung von Kantenpositionen, d. h. der
Koordinaten der Kanten, die Schnittpunkte der Messgeraden
ermittelt werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass anhand
der Kantenpositionen eines Objekts in besonders einfacher
Weise präzise Informationen über Geometrie und Orientie
rung des Objekts gewonnen werden können.
Die Erfindung basiert weiterhin auf der Erkenntnis, dass
bei Einsatz von zwei optischen Messeinrichtungen, die mit
zueinander in einem geeigneten Winkel verkippten Achsen an
geordnet sind, sich die Kantenpositionen eines untersuch
ten Objekts als Schnittpunkte der von den Messeinrichtungen
ermittelten Messgeraden ergeben.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung kann somit darin ge
sehen werden, dass nicht nur Information über die Durch
messer des zu untersuchenen Objekts in bestimmten Abtast
richtungen gewonnen wird, sondern dass darüber hinaus die
Positionen von Kanten konkret bestimmt werden und damit
auch eine Aussage über die Orientierung des Objekts möglich
ist, ohne dass hierfür aufwändige Vorrichtungen notwendig
sind.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden bevorzugt zur
berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer
Orientierung eines durchlaufenden Objekts eingesetzt. Bei
spielsweise kann die Erfindung nutzbringend zur "inline"-
Bestimmung der geometrischen Parameter von gewalzten Me
tall-, insbesondere Stahlhalbzeugen, oder von extrudierten
oder gefrästen Kunststoff- oder Holzprofilen eingesetzt
werden.
Prinzipiell kann die Erfindung aber zur Positions- und
Orientierungsbestimmung von beliebigen Objekten mit Kanten,
also auch von stückigen und/oder ruhenden Objekten verwen
det werden.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung kann in dem unaufwendi
gen Aufbau der Vorrichtung gesehen werden, wobei insbeson
dere auch der rechnertechnische Aufwand sehr begrenzt ist,
da nur die bezüglich der Kantenpositionen des Objekts we
sentlichen Messdaten erhoben und verarbeitet werden.
Dadurch werden sehr hohe Abtastraten des zu untersuchen
den Objekts und damit die Rückführung der Daten beispiels
weise in einen Regelkreis zur Einstellung von Walzparame
tern ermöglicht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich im Unter
schied zu den bekannten Verfahren, bei denen lediglich eine
Mehrzahl von Durchmessern bestimmt werden, die Orientierung
auch von Objekten bestimmen, welche in allen Richtungen
denselben Durchmesser aufweisen. Beispielsweise würde eine
Drehung also eine Achsverschiebung eines solchen Objekts um
seine Längsachse von den bisher bekannten Verfahren nicht
bemerkt werden, eine solche Drehung könnte aber mit der
vorliegenden Erfindung - vorausgesetzt, dass das Objekt
mindestens eine Kante aufweist - nachgewiesen werden.
Eine Kante muss im Verständnis der vorliegenden Erfindung
nicht unbedingt scharf ausgebildet sein, sondern kann auch
einen gewissen Krümmungsradius aufweisen, d. h. abgerundet
sein.
In diesem Fall liefert der Schnittpunkt zweier Messgeraden
nicht die exakte sondern eine genäherte Postition der Kante.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist auch eine Bestimm
ung der Krümmungsradien von abgerundeten Kanten möglich.
Hierzu kann vorgesehen werden, dass zur Bestimmung des
Krümmungsradius einer Kante wenigstens drei die Kante
berührende Messgeraden herangezogen werden und dass mittels
der Auswerteeinrichtung ein Kreis ermittelt wird, der die
wenigstens drei Messgeraden berührt und dessen Radius zu
mindest näherungsweise dem Krümmungsradius der Kante ent
spricht.
Wenn beispielsweise die Krümmungsradien der Kanten bei
einem vierkantigen Objekt bestimmt werden sollen, ist es
zweckmäßig, sechs Messeinrichtungen vorzusehen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird bei
den optischen Messeinrichtungen ein Schattenfeld oder ein
Lichtfeld ausgewertet.
Die Messung einer Ausdehnung des Licht- und/und Schatten
felds ist dabei insbesondere auf eine Zeitmessung rückführ
bar, welche mit geringem Aufwand sehr präzise durchgeführt
werden kann. Dabei erfährt ein von der optischen Messein
richtung ausgesandter Strahl innerhalb eines Messfelds eine
Parallelverschiebung und wird währenddessen von dem im
Messfeld befindlichen Objekt für eine zu messende Zeit ab
geschattet. Aus den gemessenen Zeiten kann dann auf die
geometrische Lage der Messgeraden rückgeschlossen werden.
Wenn ein Lichtfeld ausgewertet oder ermittelt werden soll,
kann es außerdem zweckmäßig sein, zur präzisen Begrenzung
des Lichtfeldes zu beiden Seiten des zu untersuchenden Ob
jekts Begrenzungseinrichtungen, wie z. B. Blenden, als
Referenzbasis vorzusehen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird von
den Messeinrichtungen eine Mehrzahl paralleler Strahlen
gleichzeitig oder nacheinander auf das Objekt gerichtet.
Dies bietet zum einen den Vorteil, dass bekannte und vor
handene Messvorrichtungen, welche beispielsweise mit einem
sogenannten Lichtvorgang arbeiten, bei zusätzlichem Einsatz
einer entsprechenden erfindungsgemäß ausgebildeten Aus
werteeinrichtung verwendet werden können. Andererseits ist
es denkbar, mit einer entsprechenden Vorrichtung sowohl das
erfindungsgemäße Verfahren als auch das Verfahren der DE 32 19 389 A1,
bei welchem im Wesentlichen eine Mehrzahl von
Durchmessern des zu untersuchenden Objekts bestimmt werden,
durchzuführen.
Prinzipiell kann das erfindungsgemäße Verfahren aber auch
mit Messeinrichtungen durchgeführt werden, die ein diver
gentes Strahlenbündel verwenden. In diesem Fall können Ein
richtungen, wie beispielsweise Linsen, zur Parallelisierung
des Strahlenbündels entfallen.
In den Messeinrichtungen kann insbesondere Infrarotlicht
zur Abtastung des Objekts eingesetzt werden. Dies ist von
Vorteil, wenn sichtbares Licht aus bestimmten Gründen uner
wünscht ist, beispielsweise wenn lichtempfindliche Objekte
untersucht werden.
Vorzugsweise wird aber sichtbares Licht verwendet. Der
Strahlengang kann dann von einer Bedienperson oder von War
tungspersonal leicht nachvollzogen werden, so dass bei
spielsweise Justierungen der Vorrichtung bequem vorgenommen
werden können. Ein weiterer Vorteil von sichtbarem Licht
gegenüber Infrarot-Licht ist, dass mit sichtbarem Licht
auch warme bis sehr heiße Objekte abgetastet werden können.
Dies spielt insbesondere bei der "inline"-Untersuchung von
Walzstählen eine Rolle, kann aber auch bei Extrusionspro
dukten bedeutsam sein.
Es kann die Situation auftreten, dass aufgrund der von
feststehenden Messeinrichtungen gelieferten Informationen
allein die Position des untersuchten Objekts noch nicht
eindeutig bestimmbar ist. Beispielsweise ergibt sich bei
einer Vorrichtung mit vier optischen Messeinrichtungen,
welche jeweils um gleich große Winkel versetzt zueinander
angeordnet sind und mit parallelen Strahlenbündeln arbei
ten, für ein im Profil quadratisches Objekt ein Achteck,
welches das Objekt umspannt. Ohne Weiteres ist nicht
klar, welche Ecken des Achtecks mit Kanten des Quadratpro
fils zusammenfallen. Diese Information kann nun dadurch er
halten werden, dass zur eindeutigen Bestimmung von Positio
nen der Kanten des Objekts mindestens eine der Messeinrich
tungen, insbesondere oszillierend, verschwenkt wird.
Prinzipiell kann in diesem Zusammenhang auch vorgesehen
sein, dass die Messeinrichtungen gemeinsam verschwenkt wer
den.
Eine weitere Möglichkeit, die Positionen von Kanten des un
tersuchten Objekts eindeutig zu bestimmen, besteht darin,
dass n + 1 Messeinrichtungen eingesetzt werden, wobei n eine
Kantenzahl des Objekts ist.
Für den Fall, dass bei dem zu untersuchenden Objekt jedoch
nur geringe Geometrie- und/oder Orientierungsvariationen
möglich sind, und es nicht fraglich ist, welche der
Schnittpunkte der Messgeraden mit den tatsächlichen Kanten
des Objekts zusammenfallen, können die Positionen aller
Kanten des Objekts bereits mit n Messeinrichtungen bestimmt
werden.
Eine Vorrichtung der oben angegebenen Art ist erfindungsge
mäß dadurch weitergebildet, dass die Auswerteeinrichtung
zur Ermittlung von Positionen von Schnittpunkten der Mess
geraden und zur Ermittlung der Position der wenigstens
einen Kante des Objekts ausgebildet ist.
Die Vorrichtung kann insbesondere zur Durchführung des er
findungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden.
Weitere Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte schemati
sche Zeichnung beschrieben.
In dieser Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungs
gemäßen Vorrichtung und
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung der er
findungsgemäßen Vorrichtung aus Fig. 1 mit einem
zu untersuchenden Objekt.
In Fig. 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrich
tung 10 mit vier optischen Messeinrichtungen 30, 40, 50, 60
dargestellt, welche mit jeweils etwa um einen Winkel δ
gegeneinander verkippten Messachsen 33, 43, 53 bzw. 63 an
geordnet sind.
Die Messeinrichtungen 30, 40, 50, 60 weisen jeweils eine Strahlungseinrichtung 31, 41, 51 bzw. 61 und eine Nachweis einrichtung 32, 42, 52 bzw. 62 auf. Bei den Strahlungsein richtungen handelt es sich bevorzugt um Laserquellen; die Nachweiseinrichtungen sind bevorzugt als Halbleiter-Fotode tektoren ausgebildet. Insbesondere können die Messeinrich tungen 30, 40, 50 und 60 in der in DE 32 19 389 A1 be schriebenen Art ausgebildet sein. Die Nachweiseinrichtungen 32, 42, 52 und 62 sind jeweils über eine Leitung 36, 46, 56 bzw. 66 an eine Auswerteeinrichtung 80 angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung ist ihrerseits über eine Leitung 89 mit einer Anzeigeeinrichtung 90 verbunden, bei der es sich bei spielsweise um einen Monitor eines PCs handeln kann.
Die gezeigten optischen Messeinrichtungen 30, 40, 50, 60 arbeiten mit einem parallelen Strahlenbündel, bevorzugt im optischen Bereich, welches auch als Lichtvorhang bezeichnet werden kann. In den Nachweiseinrichtungen 32, 42, 52 und 62 wird die Ausdehnung und die geometrische Lage von Bereichen ermittelt, welche von einem zu untersuchenden Objekt abge schattet werden. Die Messdaten werden der Auswerteeinrich tung 80 zugeführt. Aus der Größe der abgeschatteten Be reiche kann dann auf Messgeraden rückgeschlossen werden, welche ein zu untersuchendes Objekt berühren.
Die Messeinrichtungen 30, 40, 50, 60 weisen jeweils eine Strahlungseinrichtung 31, 41, 51 bzw. 61 und eine Nachweis einrichtung 32, 42, 52 bzw. 62 auf. Bei den Strahlungsein richtungen handelt es sich bevorzugt um Laserquellen; die Nachweiseinrichtungen sind bevorzugt als Halbleiter-Fotode tektoren ausgebildet. Insbesondere können die Messeinrich tungen 30, 40, 50 und 60 in der in DE 32 19 389 A1 be schriebenen Art ausgebildet sein. Die Nachweiseinrichtungen 32, 42, 52 und 62 sind jeweils über eine Leitung 36, 46, 56 bzw. 66 an eine Auswerteeinrichtung 80 angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung ist ihrerseits über eine Leitung 89 mit einer Anzeigeeinrichtung 90 verbunden, bei der es sich bei spielsweise um einen Monitor eines PCs handeln kann.
Die gezeigten optischen Messeinrichtungen 30, 40, 50, 60 arbeiten mit einem parallelen Strahlenbündel, bevorzugt im optischen Bereich, welches auch als Lichtvorhang bezeichnet werden kann. In den Nachweiseinrichtungen 32, 42, 52 und 62 wird die Ausdehnung und die geometrische Lage von Bereichen ermittelt, welche von einem zu untersuchenden Objekt abge schattet werden. Die Messdaten werden der Auswerteeinrich tung 80 zugeführt. Aus der Größe der abgeschatteten Be reiche kann dann auf Messgeraden rückgeschlossen werden, welche ein zu untersuchendes Objekt berühren.
Fig. 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung der
Vorrichtung 10 aus Fig. 1, wobei anhand eines zu untersu
chenden Objekts 20, bei welchem es sich vorliegend um ein
gewalztes Halbzeug mit Dreikantprofil handelt, beispielhaft
das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird. Identische
Komponenten sind in Fig. 2 jeweils mit denselben Bezugs
zeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet.
Die Längsachse des Dreikantprofils zeigt in Fig. 2 aus der
Zeichenebene heraus.
Von den optischen Messeinrichtungen 30, 40, 50 werden je
weils Messgeraden 34, 35; 44, 45 bzw. 54 und 55 ermittelt,
welche das zu untersuchende Objekt 20 berühren. Die Mess
daten der optischen Messeinrichtungen 30, 40 und 50 werden
der Auswerteeinrichtung 80 zugeführt, welche daraus geome
trische Positionen, d. h. die Koordinaten von Schnittpunkten
a, b, c, d, e, f der Messgeraden 34, 35, 44, 45, 54 bzw. 55
ermittelt.
Im vorliegenden Fall liefert die Auswerteeinrichtung 80
zwei mögliche Positionen für das untersuchte gewalzte
Dreikantprofil.
Zum einen kann das nachgewiesene Schattenmuster durch ein
an der durch die Punkte a, c, e gegebenen Position lokali
siertes Dreikantprofil erzeugt werden. Diese Position ent
spricht der tatsächlichen Lage des Objekts 20, d. h. die
Kanten des Objekts (20) fallen mit den Schnittpunkten a, c,
e zusammen. Zum anderen könnte aber dasselbe Schattenmuster
auch durch ein an der durch die Schnittpunkte b, d, f gege
benen Position lokalisiertes Dreikantprofil erzeugt werden.
Dieses Dreieck ist in Fig. 2 gestrichtelt als scheinbares
Objekt 20' gekennzeichnet.
Um die Position des Dreikantprofils eindeutig zu bestimmen,
wird bei der in den Figuren gezeigten Vorrichtung 10 eine
vierte optische Messeinrichtung 60 eingesetzt. Mit Hilfe
des von der Messeinrichtung 60 gelieferten Schattenmusters
kann die Position b, d, f des scheinbaren Objekts 20' als
reale Position für das zu untersuchende Objekt 20 ausge
schlossen werden.
Sehr häufig wird aber eine Situation auftreten, bei der
solch große Positionsschwankungen für das zu untersuchende
Objekt 20 nicht auftreten können, d. h. dass die Position b,
d, f ohnehin von vornherein ausgeschlossen ist. In einem
solchen Fall kann auf die vierte Messeinrichtung 60 ver
zichtet werden oder sie wäre zumindest für die vollständige
Bestimmung der Kantenpositionen eines Dreikantprofils nicht
notwendig.
Claims (12)
1. Verfahren zur berührungslosen Bestimmung einer Außen
kontur und/oder einer Orientierung eines mindestens
eine Kante aufweisenden Objekts, insbesondere eines in
Richtung seiner Längsachse bewegten Produkts,
bei dem
mindestens zwei optische Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) zur berührungslosen Geometriebestimmung in einem Bereich des Objekts (20) positioniert werden,
die Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) mit gegenein ander verkippten und quer zu einer Längsachse des Objekts (20) ausgerichteten Achsen (33, 43, 53, 63) angeordnet werden,
das Objekt (20) von jeder Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) abgetastet wird,
von den Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) ermittel te Messdaten einer Auswerteeinrichtung (80) zu geführt werden und
von der Auswerteeinrichtung (80) anhand der von je weils einer Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) ermit telten Messdaten Positionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) bestimmt werden, welche das Objekt (20) auf ge genüberliegenden Seiten berühren,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Positionen einer Mehrzahl von Schnittpunkten (a, b, c, d, e, f) der Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) mittels der Auswerteeinrichtung (80) bestimmt werden und
dass für mindestens eine Kante des Objekts (20) die Position mittels der Auswerteeinrichtung (80) bestimmt wird.
mindestens zwei optische Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) zur berührungslosen Geometriebestimmung in einem Bereich des Objekts (20) positioniert werden,
die Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) mit gegenein ander verkippten und quer zu einer Längsachse des Objekts (20) ausgerichteten Achsen (33, 43, 53, 63) angeordnet werden,
das Objekt (20) von jeder Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) abgetastet wird,
von den Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) ermittel te Messdaten einer Auswerteeinrichtung (80) zu geführt werden und
von der Auswerteeinrichtung (80) anhand der von je weils einer Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) ermit telten Messdaten Positionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) bestimmt werden, welche das Objekt (20) auf ge genüberliegenden Seiten berühren,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Positionen einer Mehrzahl von Schnittpunkten (a, b, c, d, e, f) der Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) mittels der Auswerteeinrichtung (80) bestimmt werden und
dass für mindestens eine Kante des Objekts (20) die Position mittels der Auswerteeinrichtung (80) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei den optischen Messeinrichtungen (30, 40, 50,
60) ein Schattenfeld oder ein Lichtfeld ausgewertet
wird.
3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass von den Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) eine
Mehrzahl paralleler Strahlen gleichzeitig oder nach
einander auf das Objekt (20) gerichtet wird.
4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass in den Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) sicht
bares Licht verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur eindeutigen Bestimmung von Positionen der
Kanten des Objekts (20) mindestens eine der Messein
richtungen (30, 40, 50, 60), insbesondere oszillie
rend, verschwenkt wird.
6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) gemeinsam
verschwenkt werden.
7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass n oder n + 1 Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60)
eingesetzt werden, wobei n eine Kantenzahl des Objekts
(20) ist.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Bestimmung des Krümmungsradius einer Kante wenigstens drei die Kante berührende Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) herangezogen werden und
dass mittels der Auswerteeinrichtung (80) ein Kreis ermittelt wird, der die wenigstens drei Messgeraden be rührt und dessen Radius zumindest näherungsweise dem Krümmungsradius der Kante entspricht.
dass zur Bestimmung des Krümmungsradius einer Kante wenigstens drei die Kante berührende Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) herangezogen werden und
dass mittels der Auswerteeinrichtung (80) ein Kreis ermittelt wird, der die wenigstens drei Messgeraden be rührt und dessen Radius zumindest näherungsweise dem Krümmungsradius der Kante entspricht.
9. Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außen
kontur und/oder einer Orientierung eines mindestens
eine Kante aufweisenden Objekts, insbesondere eines in
Richtung seiner Längsachse bewegten Produkts, insbe
sondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Patentansprüche 1 bis 8,
mit mindestens zwei optischen Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) zur berührungslosen Geometriebestimmung,
welche mit gegeneinander verkippten und quer zu einer Längsachse des Objekts (20) ausgerichteten Ach sen (33, 43, 53, 63) angeordnet sind,
wobei von jeder Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) die Positionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) bestimmbar sind, welche das Objekt (20) auf gegenüberliegenden Seiten berühren, und
mit einer Auswerteeinrichtung (80), welche mit den Messeinrichtungen (a, b, c, d, e, f) in Wirkverbin dung steht, zur Auswertung von von den Messeinrich tungen (30, 40, 50, 60) ermittelten Messdaten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (80) zur Ermittlung der Positionen von Schnittpunkten (a, b, c, d, e, f) der Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) und zur Ermittlung der Position der wenigstens einen Kante des Objekts (20) ausgebildet ist.
mit mindestens zwei optischen Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) zur berührungslosen Geometriebestimmung,
welche mit gegeneinander verkippten und quer zu einer Längsachse des Objekts (20) ausgerichteten Ach sen (33, 43, 53, 63) angeordnet sind,
wobei von jeder Messeinrichtung (30, 40, 50, 60) die Positionen von jeweils wenigstens zwei Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) bestimmbar sind, welche das Objekt (20) auf gegenüberliegenden Seiten berühren, und
mit einer Auswerteeinrichtung (80), welche mit den Messeinrichtungen (a, b, c, d, e, f) in Wirkverbin dung steht, zur Auswertung von von den Messeinrich tungen (30, 40, 50, 60) ermittelten Messdaten,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Auswerteeinrichtung (80) zur Ermittlung der Positionen von Schnittpunkten (a, b, c, d, e, f) der Messgeraden (34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) und zur Ermittlung der Position der wenigstens einen Kante des Objekts (20) ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass n oder n + 1 Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60)
vorgesehen sind, wobei n eine Kantenzahl des Objekts
(20) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens eine der Messeinrichtungen (30, 40,
50, 60) schwenkbar, insbesondere oszillierend, ausge
bildet ist.
12. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Messeinrichtungen (30, 40, 50, 60) gemeinsam
verschwenkbar sind.
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DE2001114961 DE10114961A1 (de) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden Objekts |
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DE2001114961 DE10114961A1 (de) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | Verfahren und Vorrichtung zur berührungslosen Bestimmung einer Außenkontur und/oder einer Orientierung eines mindestens eine Kante aufweisenden Objekts |
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Cited By (7)
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---|---|---|---|---|
DE102004022637B4 (de) * | 2003-07-11 | 2006-03-30 | Willibald Hawlitschek | Optisches Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung von nicht konkaven Querschnittsflächen |
DE102008015809A1 (de) | 2008-03-27 | 2009-10-08 | Willibald Hawlitschek | Schnelles optisches Verfahren und Vorrichtungen zur Vermessung von Querschnittsflächen und Körpern |
DE102008033405A1 (de) | 2008-07-16 | 2010-01-28 | Willibald Hawlitschek | Optisches Verahren und Vorrichtungen zum Vermessen von großen Flächen mit länglichen Querschnitt. |
DE102008038174A1 (de) | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Prüftechnik Dieter Busch AG | Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungs- und berührungsfreien Erfassung von Fehlern in einem Prüfling |
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DE102004015785B4 (de) * | 2004-03-25 | 2012-06-06 | Sikora Ag | Verfahren zur Bestimmung der Abmessung eines Querschnitts eines Flachkabels oder eines Sektorleiters |
EP3399275A1 (de) * | 2017-05-04 | 2018-11-07 | MULTIVAC Sepp Haggenmüller SE & Co. KG | Positions- und orientierungsbestimmung eines geförderten objekts |
-
2001
- 2001-03-27 DE DE2001114961 patent/DE10114961A1/de not_active Withdrawn
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US8274280B2 (en) | 2008-08-18 | 2012-09-25 | Pruftechnik Dieter Busch Ag | Device and process for nondestructive and noncontact detection of faults in a test piece |
EP2287603A1 (de) | 2009-08-19 | 2011-02-23 | PRÜFTECHNIK Dieter Busch AG | Vorrichtung und Verfahren zur zerstörungs- und berührungsfreien Erfassung von Fehlern in einem Prüfling |
EP3399275A1 (de) * | 2017-05-04 | 2018-11-07 | MULTIVAC Sepp Haggenmüller SE & Co. KG | Positions- und orientierungsbestimmung eines geförderten objekts |
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