DD218672A1

DD218672A1 - OPTICAL TOUCHLESS MULTI-CORDINATE ANTASTE DEVICE

Info

Publication number: DD218672A1
Application number: DD24146482A
Authority: DD
Inventors: Peter-Michael Merbach
Original assignee: Ilmenau Tech Hochschule
Priority date: 1982-07-07
Filing date: 1982-07-07
Publication date: 1985-02-13

Abstract

Die optisch-beruehrungslose Mehrkoordinaten-Antasteinrichtung ermoeglicht das Antasten beliebig geneigter spiegelnder Flaechen mit der Moeglichkeit, deren Neigung festzustellen. Ihr Einsatz liegt vorwiegend in der Mehrkoordinaten-Messtechnik. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass das Objektiv der Anordnung, verbunden mit einem Ablenkprisma, schwenkbar um eine Achse angeordnet ist, die ihrerseits, zusammen mit weiteren Ablenkprismen, um eine zu ihr senkrechte Achse drehbar ist. Weiterhin ist hinter dem Strahlenteiler eine Linse angebracht. Hinter dieser Linse sind vier um 90 versetzte Fotoempfaenger dort angeordnet, wo das Bild des Randes der Objektivoeffnungsblende entsteht. Jeweils zwei gegenueberliegende Fotoempfaenger werden in einer Brueckenschaltung angeordnet. Fig. 1The optically contactless multi-coordinate scanning device allows the probing of arbitrarily inclined reflecting surfaces with the ability to determine their inclination. Their use lies predominantly in multi-coordinate metrology. The object is achieved in that the objective of the arrangement, connected to a deflection prism, is arranged pivotably about an axis, which in turn, together with further deflection prisms, is rotatable about an axis perpendicular to it. Furthermore, a lens is mounted behind the beam splitter. Behind this lens, four photomultipliers offset by 90 are located where the image of the edge of the object-opening aperture is formed. Each two opposite Fotempfaenger be arranged in a bridge circuit. Fig. 1

Description

Title of the invention

Optisch-berührungslose Mehrkoordinaten-AntasteinrichtungOptical non-contact multi-coordinate probing device

Anwendungsgebiet der Erfindung . Field of application of the invention .

Die Erfindung betrifft eine optisch-berührungslose Mehrkoordinaten-Antasteinrichtung, die Flächen beliebiger Neigung im Raum anzutasten gestattet und daher in Mehrkoordinaten-Meßmaschinen Anwendung finden kann.The invention relates to an optical non-contact multi-coordinate probing device that allows surfaces of any inclination in the room to be touched and therefore can be used in multi-coordinate measuring machines.

Charakteristik characteristics der the bekannten technischen Lösungenknown technical solutions

Nach den DE-OS 2741807 und 1623236 sind Anordnungen bekannt, bei denen eine Einrichtung zum Erzeugen paralleler Lichtstrahlen und eine Linsenanordnung (Objektiv) zum Fokussieren dieser Lichtstrahlen auf die Meßfläche vorgesehen sind. Weiterhin ist im Strahlengang ein Strahlenteiler angebracht, der das von der Meßfläche reflektierte Licht einer Lichtempfang'svorrichtung zulei- , tet. Diese. Einrichtungen besitzen jedoch den Nachteil, daß lediglich längs einer Koordinate gemessen werden kann und das Erfassen von spiegelnden Flächen, die gegen die Meßrichtung um einen Winkel geneigt sind, der größer als der öffnungswinkel des Objektivs ist, nicht möglich ist.According to DE-OS 2741807 and 1623236 arrangements are known in which a device for generating parallel light beams and a lens arrangement (lens) are provided for focusing these light beams on the measuring surface. Furthermore, a beam splitter is mounted in the beam path, which zulei- the reflected light from the measuring surface of a Lichtempfang'svorrichtung, tet. These. However, devices have the disadvantage that only along a coordinate can be measured and the detection of reflective surfaces which are inclined to the measuring direction by an angle which is greater than the opening angle of the lens is not possible.

Object of the invention

Die Erfindung ermöglicht das Antasten von Meßflächen, die gegenüber der Antasteinrichtung um beliebige Winkel geneigt seinThe invention enables the probing of measuring surfaces, which are inclined relative to the probing device by any angle

nen, ohne· daß die gesamte Einrichtung gedreht werden muß. Des weiteren können Größe und Richtung der Neigung ermittelt werden,NEN, without · that the entire device must be rotated. Furthermore, the size and direction of the slope can be determined

Darlegung des Wesens der Erfindung '. Explanation of the essence of the invention '.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optisch-berührungslose Mehrkoordinaten-Antasteinrichtung aufzubauen, die spiegelnde Flächen-mit beliebiger Neigung antasten und deren Neigung erfassen kann.The invention has for its object to construct an optical non-contact multi-coordinate probing device that can touch reflective surfaces with any inclination and detect their inclination.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Objektiv, verbunden mit einem Ablenkprisma, schwenkbar um eine Achse angeordnet ist, die ihrerseits; zusammen mit weiteren Ablenkprismen, um eine zu ihr senkrechte Achse drehbar ist. Weiterhin ist hinter dem Strahlenteiler eine Linse angebracht. H'inter dieser Linse sind vier um 90° versetzte Fotoempfänger genau dort angeordnet, wo das Bild des Randes der Objektivöffnungsblende entsteht. Jeweils zwei gegenüberliegende Fotoempfänger werden in einer Brückenschaltung angeordnet.According to the invention the object is achieved in that the lens, connected to a deflection prism, is pivotally arranged about an axis, in turn; together with further deflecting prisms, is rotatable about an axis perpendicular to it. Furthermore, a lens is mounted behind the beam splitter. H'inter this lens are four offset by 90 ° photo receiver exactly where the image of the edge of the lens aperture. Two opposite photoreceivers are arranged in a bridge circuit.

AusfOh rungsbeisρiel ' · > EXECUTIVE REPORT '·>

Die Erfindung soll an einem Ausf Oh rungsb'eispiei näher erläutert werden« In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. In the accompanying drawing:

Fig. 1: Prinzip der optisch-berührungslosen Mehrkoordinaten-Antasteinrichtung Fig, 2: Ansicht der Fotoempfängeranordnung.Fig. 1: Principle of the optical non-contact multi-coordinate probing device Fig. 2: View of the photoreceptor arrangement.

Das Objektiv 1 ist zusammen mit dem Ablenkprisma 2 schwenkbar angeordnet. Als Antrieb dient ein Schrittmotor 5. Die Anordnung der Ablenkprismen 2, 3 und 4 lenkt den Strahlengang dergestalt ab, daß dessen optische Achse stets mit der Drehachse des Lagers 6 zusammenfällt« Die hinter dem Strahlenteiler 7 angebrachte Linse 8 bildet den Rand der Öffnungsblende des Objektivs 1 auf ein Prisma in Form eines Pyramidenstumpfes mit verspiegelten Außenkanten 9 ab; die Randstrahlen werden somit auf die an dessen Umfang um jeweils 90 versetzt angebrachten Fotoempfänger 10 ausgespiegelt. Liegt die Meßfläche senkrecht zur optischen Achse des Objektivs 1, ist die intensität auf den jeweils gegenüberliegenden Fotoempfänger gleich groß, was als Signal für die senkrechte Ausrichtung des Objektivs relativ zur Meßfläche dient. Die Linse 11, die Blende 12 und der Fotoempfänger 13 stellen die Lichtempfangseinrichtung dar. Die Kondensorlinse 15 bildet die Lichtquelle 14 in die Öffnungsblende des Objektivs 1 ab.The lens 1 is pivotally arranged together with the deflection prism 2. The arrangement of the deflection prisms 2, 3 and 4 deflects the beam path from such that its optical axis always coincides with the axis of rotation of the bearing 6. The mounted behind the beam splitter 7 lens 8 forms the edge of the aperture of the lens 1 on a prism in the form of a truncated pyramid with mirrored outer edges 9 from; the marginal rays are thus reflected out on the circumferentially offset by 90 each attached photoreceptor 10. If the measuring surface lies perpendicular to the optical axis of the objective 1, the intensity on the respective opposite photoreceiver is the same, which serves as a signal for the vertical alignment of the objective relative to the measuring surface. The lens 11, the diaphragm 12 and the photoreceiver 13 constitute the light-receiving device. The condenser lens 15 images the light source 14 into the aperture of the objective 1.

Claims

Claim of invention .

Optical non-contact multi-coordinate scanning device according to the focusing method, comprising an illumination system, a beam splitter. A lens 'an array of deflection prisms' and a light receiving device, characterized in that the lens (1) connected to a deflection prism (2) is pivotally mounted about an axis which in turn, together with deflection prisms (3, 4) a rotation axis perpendicular to it is rotatable, further behind the beam splitter (7) a lens (8) is mounted and behind the lens (8) four offset by 90 ° photoreceiver (10), of which two opposite photoreceivers are connected in a bridge circuit , are mounted exactly where the image of the edge of the lens aperture is created.