DD286661A5 - Verfahren zur generierung eines homogenen abbildes bei der optischen profilabtastung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Generierung eines homogenen Abbildes bei der optischen Profilabtastung insbesondere von bewegten Objekten und ist anwendbar zur zeitoptimalen Erzeugung von Informationen, die z. B. fuer die Objekterkennung erforderlich sind. Erfindungsgemaesz erfolgt die Generierung eines homogenen Abbildes mittels einer Anordnung nach dem Lichtschnittprinzip dadurch, dasz ein Teil der von der Objektivoberflaeche reflektierten Strahlung eines Lichtpunktes auf einen Fotoempfaenger geleitet wird, dessen analoges Ausgangssignal durch Vergleich mit einer Sollfunktion in einer Steuerschaltung ein Signal zur Ansteuerung der Ablenkgeschwindigkeit einer Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung derart erzeugt, dasz der Lichtpunkt entlang einer Schnittlinie so bewegt wird, dasz auf dem CCD-Bildempfaenger eine homogene Lichtpunktspur integriert wird. Fig. 1{optische Profilabtastung; Objekterkennung; strangfoermiges Gut; Schweisznahtfuge; Fotoempfaenger; CCD-Bildempfaenger; Bildbereich; Profilabbild; Lichtpunkt; Lichtschnitt; Laser}

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Vorfahren zur Generierung eines homogenen Abbildes bei der optischen Profilabtastung insbesondere von bewegten Objekten, z. B. Werkstücke auf einem Förderband, Schweißnahtfugen oder strangförmige Güter, und ist anwendbar tür Erzeugung von Informationen, die für die Objekterkennung, für die Automatisierung von Schwoißprozosson und für die Qualitätssicherung erforderlich sind.

Charakteristik der bokannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß optische Sensorsysteme in Montage- und Fertigungsprozessen für die Vermessung von Gegenstanden, für die Objekterkennung und für die Profilvermessung von Werkstücken vorteilhaft aufgrund der berührungslosen Arbeitsweise eingesetzt werden können. Derartige Sensorsysteme für den Nahbereich arbeiten nach dem Grundprinzip der optischen Triangulation und erlauben je nach technischer Realisierung Moßgonauigkeit6n >τ\ Millimeterbereich. Bekannt sind auch optischo Nahboroichsradarsysteme, die sich aufgrund technischer Probleme jedoch noch im Entwicklungsstadium befinden (VDI-Z; Düsseldorf, 130 11988], Heft 2, S.42-54).

Eine breite Anwendung von optischen Sensorsystemen nach dem Grundprinzip der optischen Triangulation ist aus der Schweißtechnik bekannt, wo diese Systeme zur Profilvermessung der Schweißnahtfuge auf einer quer zur Schweißrichtung liegenden Schnittfläche eingesetzt werden (Schweißen und Schneiden; Düsseldorf, 39 [1987J, Heft 4, S. 171... 175). Die bekannten Lösungen für diesbezügliche optische Sensorsysteme lassen sich zwei Gruppen zuordnen. Zu einer Gruppe gehören alle die Lösungen, die eine Punktlichtquelle (z.B. l.aserlichtquelle) und oinen linienförmigen Bildempfänger (ζ. Β. CCD-Zeilensensor oder zellenförmige PIN-Fotodiodo) onthalten, dazu ein bewegliches Strahlablenksystem mit Winkelmeßeinrichtung zur gemeinsa nen Ablenkung dos Strahlenganges sowohl dos Lichtstrahles der Punktlichtquello als auch des Strahle ngarjes des Bildempfänger. Mit dieser Anordnung wird praktisch eine Folge von Abstandsmossungon entlang einer Schnittlinie vorgenommen, und aus der Zuordnung der Abstandswerte zu den entsprechenden Winkellagon des Strahlablenksystems laßt sich ein aus Abstandssignalen zusammengesetztes Objektprofil ermitteln (Technisches Messen; München, 51 [1984), Heft 7/8, S. 255-263).

Diese Lösungen haben neben dem hohen präzisionstechnischen Aufwand insbesondere den Nachteil, daß sie eine begrenzte Abtastfrequenz aufgrund dos komplexen, filektromotorisch angettiebenon mechanischen Strahlablonksystems besitzen und daß die Atitastfrequenz verlangsamt werden muß, sobald im Fugenprofil Bereiche auftreten, die zur sicheren Signalgewinnung eine grollt re örtliche Verweildauer erfordern. Damit wird die Abtastfrequenz stets von dem im Sinne der sicheren Signal<jev>innung schlechtesten Oberflächenabschnitt des gesamten Objektprofiles bestimmt. Dies führt zur Erhöhung des

Zeitaufwandes für die Erfassung eines Profilschnittes und unter Umständen zur Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit des jeweiligen technologischen Prozesses.

Der zweiten Gruppe von Sensorsystemen lassen sich die Lösungen zuordnen, die einen schmalen Lichtstreifen auf die ObJektoberflSche projiziersn und einen flächenhaften Bildempfänger zur Szenenabbildung benutzen. Diese optischen Sensorsysteme werden allgemein als Lichtschnittsonsorsysteme bezeichnet (DE 2711660 B 2, DE 3528047 A1). Bei diesen Sensorsystemen ist der technische Aufwand durch Wegfall des Strahlablenksystemes zwar wesentlich geringer, jedoch ist das Abbild der durch den Lichtstreifen beleuchteten Objektoberfläche auf dem flächenhaften Bildempfänger unter praktischen Bedingungen stets stark störbehaftet. Dies remitiert daraus, daß die Objektoberfläche jeweils örtlich rehr unterschiedliche Reflexionseigenschaften aufweist und daß insbesondere durch unterschiedliche Winkellagen der Oberflächenabschnitte bezüglich des Abstrahlwinkols der Lichtquelle die Lichtenergie ι in ungünstige Richtungen abgelenkt wird."

Da der Bildempfänger einen technisch begrenzten Empfindlichkeitsbereich hat, kommt es in der Abbildung des auf die Objektoberfläche projizieren Lichtstreifens auf dem Bildempfänger zu örtlichen Überbelichtungen und zu teilweise mangelhaften Belichtungen. Durch Anpassung der Lichtintensität kann man entweder den Anteil an örtlicher Überbelichtung oder den Anteil an mangelhafter Belichtung verändern.

Die Informationsgewinnung aus solchen Profilabbildungen ist daher stets fehlerbehaftet und erfordert deshalb die Auswertung mehrerer kompletter, mit unterschiedlicher Lichtintensität des Lichtstreifens erzeugter Abbildungen der jeweils gleichen Schnittebene auf der Objektoberfläche. Die Auswertung ist mit entsprechend hohem Zeitaufwand verbunden und führt wiederum zur Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit des technologischen Prozesses,Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur störsicheren Aufnahme geometrischer Verhältnisse von Schweißnahtfugen (DD246063A1), welches zur Erzeugung des Lichtstreifens eine Punktlichtquelle und ein rotierendes Spiegelsystem benutzt und welches als Bildempfänger eine Vollflächen-PIN-Fotodiode und eine Regelschaltung zur Anpassung der Strahlungsleistung der Lichtquelle an die lokalen Refloxionseigenschaften der Werkstückoberfläche vorsieht. Auch dieses Verfahren hat trotz der Lichtintensitätsregelung den Ncchteil, daß die Drehgeschwindigkeit des rotierenden Spiegelsystems stets so weit verringert werden muß, daß bei maximaler Lichtintensität auch im schlechtesten Teilabschnitt des Oberflächenprofiles einer Schnittebene noch eine sichere Signalgewinnung gewährleistet wird. Damit steigt der erforde. liehe Zeitaufwand für die Erzeugung eines Störsicheron Profilabbildes und führt somit ebenfalls zur Begrenzung der Arbeitsgeschwindigkeit des technologischen Prozesses.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zur Generierung eines homogenen Abbildes bei der optischen Profiiabtastung insbesondere von bewegten Objekten zu entwickeln, daß eine Verminderung des rechentechnischen Aufwandes und eine Erhöhung der Sicherheit und Geschwindigkeit bei der Informationsgewinnung ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Dur Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Generierung eines homogenen Abbildes bei der optischen Profilabtastung insbesondere von bewegten Objekten, z. B. Werkstücke auf einem Förderband, Schweißnahtfugen oder strangförmige Güter, zu entwickeln, das trotz partioll unterschiedlicher Reflexionseigenschaften der Objektoberflächen bei einer zeitoptimalen Nutzung der verfügbaren Lichtenergie der verwendeten Lichtquelle untor Beachtung dor Empfindlichkeit des Bildaufnehmers bei nur einer Bildintegrationsphase eine solcho Profilabbildung erzeugt, die die nachfolgende Bildauswertung wesentlich vereinfacht und Fehlinterpretationen minimiert.

Erfindungsgoma'ß wird die Aufgabe dadurch golöst, daß zur Generierung eines homogenen Abbildos bei der optischen Profilabtastung von Objekten, z. B. Werkstücke auf einem Fördorband, Schweißnahtfugen oder strangförmige Güter, mittels einer Anordnung nach dem Lichtschnittprinzip zunächst ein Teil dos vom Objekt reflektierten Lichtes einer Lichtquelle mit punktförmiger Abbildung mit geoignoton optischen Mitteln auf einen, den gesamten Bildbercich erfassenden Fotoempfänger geleitet wird. Das vom Fotocmpfänger entsprechend der empfangenem Lichtintensität erzeugto analoge Ausgangssignal wird oiner Steuerschaltung zugeführt, in der ein Vergloich dieses Ausgangssignalcs mit einer vorgegebenen Sollfunktion orfolgt. Die Steuerschaltung erzeugt beim Vorgleich ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung dei Ablenkgeschwindigkeit der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung derart, daß die im Bildbereich einfallende Lichtmenge pro Flächeneinheit jeweils in einem vorgogebonen, der Empfindlichkeit dos Bildempfängers angepaßton Wertebereich gehalten wird. Beim Durchlauf dos Lichtpunktes über den Bildbereich orfolgt somit eine Goschwindigkeitsreduzierung in den Bereichen, wo die Rsfloxionsoigenschaften der Objoktoborflächo woniger gut sind odor aufgrund dor Schräglage dor Objoktoborfläche oin überwiegender Teil der Lichtmenge in ungünstigo Richtungen abgolenkt wird. In Boreichen der Objektoberfläche, wo der überwiegende Teil der Lichtstrahlung in den Bildbcroich dos Bildempfängers gelangt, erfolgt eine entsprechende Ges<-hwindigkoitserhöhung.

Die Intogrationsphafe dos Bilo'ompfängers korreliert dabei mit dem für den Durchlauf des Lichtpunktes durch den gesamten Bildboreich erforderlichen Zeitintervall,

Damit wird gewährleistet, daß trotz partiell unterschiedlicher Reflexionseigenschaften der Oberfläche des abzutastenden Objektes auf dem Bildempfänger eine homogene Lichtpunktspur ohne Unterbrechungen oder örtliche Überbelichtungen erzeugt wird, dio das Objektprof I wiedergibt. Dieses so generierte Profilabbild auf dem Bildempfänger ist in kürzcstmöglicher Zeit bei Beachtung der technisch verfügbaren Lichtleistung der Strahlungsquelle und unter Berücksichtigung der Empfindlichkeit des Bildaufnehmers entstanden. Die praktisch homogene Profilabbildung ermöglicht eine anschließende Binärbiidauswertuny der Videosignale des Bildempfänp«^rs, wodurch cino wesentliche Verringerung des erforderlichen Zeitaufwandes gegenüber der sonst erforderlichen Grau.«""J>;i!dauswertung erreicht werden kann. Weiterhin erfordert die homog ^ne Profilabbüdung keine rechentechnisrhon Mittel, um beispielsweise bei sonst partiell falsch belichteten Profilabschnitten die fehlenden oder gestörten

Informationen durch Mustervergleich mit zusätzlichem Zeitaufwand zu ergänzen bzw. zu korrigieren. Solche rechentechnischen Mittel besitzen zudem nur begrenzte Zuverlässigkeit.

Treten beim Durchlaufen des Lichtpunktes durch den gesamten Bildbereich Positionen des vom Objekt reflektierten Lichtpunktes auf, die nicht vom vorgesehenen Bildbereich erfaßt werden, d. h. der Fotoempfänger liefert in diesen Positionen kein verwertbares Ausgangssignal, so wird von dor Steuerschaltung ein Signal zur Ansteuerung der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung mit einer vorgegebenen Ablenkgeschwindigkeit erzeugt. Diese vorgegebene Ablenkgeschwindigkoit wird erst verändert, wenn der Fotoempfänger aufgrund der im Bildbereich wieder eintreffenden Lichtstrahlung oin vorwertbares Ausgangs? ignal liefert. Somit werden Bildbereiche, in denen das Objektprofil nicht vom Bildbereich erfaßt wird, mit einer vorgegebenen Ablenkgeschwindigkeit ohne örtliche Belichtung des Bildempfänger durchlaufen. Bei der Profilabtastung von solchen Objekten, bei denen für die weitere Informationsgewinnung nicht das gesamte, vom Bildbereich erfaßbare Oberflächenprofil relevant ist, also nicht interessierende, vertikal zur Durchlaufrichtung des Lichtpunktes liegende Bildabschnitte aufweist, wird verfahrensgemäß eine solche Sollfunktion vorgegeben, daß innerhalb der vorgegebenen Grenzen der nicht interessierenden Bildbereicho die Ablenkgeschwindigkeit der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung maximal wird. Somit durchläuft der Lichtpunkt die nicht interessierenden Bildbereiche in kürzester Zeit, was zur Minimierung der erforderlichen Gesamtzeitdauer für die Generierung eines Profilabbildes führt.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles und der dargestellten Figuren näher erläutert. Es zeigen

Figur 1: Prinzipdarsteilung der Lichtschnittsensorkopfeinheit Figur 2: Darstellung der winkelabhängigen Signalpegel zur Erzeugung einer homogenen Lichtpunktspur Figur 3a: Darstellung eines realen Nahtfugenquerschrtittes einer I-Nahtfuge mit großem Luftspalt Figur 3 b: Darstellung des Profilabbildes der I-Nahtfuge Figur 4: Darstellung eines Profilabbildes mit nicht interessierenden Profilabschnitten

Die Figur 1 zeigt eine fest über einem Förderband 1 angeordnete Lichtschnittsensorkopfeinheit, die aus einer Baugruppe zur Lichtschnitterzeugung 3 und aus der Baugruppe zur Lichtschnittabbildung 4 besteht. Mittels des Trägers 5 befinden sich die Baugruppo zur Lichtschnitterzeugung 3 und die Baugruppe zur Lichtschnittabbildung 4 stets in fester geometrischer Zuordnung. Die Baugruppe zur Lichtschnitterzeugung 3 setzt sich zusammen aus einer Lichtquelle mit punktförmiger Abbildung, z. B. eines Lasers, und oinor trägheitsarm steuerbaren Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung, z. B. eines mit piezokeramischen Antriebselementen gekoppelten Kippspiegels. Die Anordnung dieser Bauelemente wird entsprechend dem Lichtschnittprinzip so gewählt, daß der auf die Oberfläche des Werkstückes 2 projizierte Lichtpunkt 6 bei Ansteuerung der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung quor zur Transportrichtung des Werkstückes 2 entlang der Schnittlinie 7 über die Werkstückoberfläche bewegt wird und somit in der vorgesehenen Schnittebene eine Lichtspur erzeugt.

Die in einem bestimmten, feststehenden Winkel schräg zur Baugruppe zur Lichtschnitterzeugung 3 angeordnete Baugruppe zur Lichtschnittabbildung 4 enthält eine Abbildungsoptik, ein der Lichtquelle angepaßtes Lichtfilter zur Eliminierung des Umgebungslichtes, einen teildurchlässigen Spiegel, einen flächenhaften, integrierend arbeitenden CCD-Bildompfänger und einon Fotoempfänger. Der mittels der Abbildungsoptik orfaßte Bereich der Objoktszene mit dem Lichtpunkt 6 wird auf dom CCD-Bildempfänger abgebildet. Gleichzeitig wird ein Teil der durch die Abbildungsoptik dringenden Lichtstrahlung über den tcildurchlässigon Spiegel auf den Fotoempfänger geleitet, welcher den gleichen Bildbereich wio der CCD-Bildempfänger erfaßt. Der Fotoempfänger wandelt die auf ihm auftreffende Lichtstrahlung je nach Intensität in ein analoges Ausgangssignal 10 entsprechender Größe. Dieses analoge Ausgangssignal 10 wird einer Steuerschaltung 9 zugeführt, in der ein Vergleich mit der Sollfunktion 11 durchgeführt wird, im Beispiel oin kostantor Wort. Bei diosem Vergleich erzeugt die Steuerschaltung 9 je nach Größo dos analogen Ausgangssignales 10 vom Fotoempfänger ein Signal zur Ansteuerung dor Ablenkgeschwindigkeit 12 der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung derart, daß die auf dem CCD-Bildempfänger einfallende Lichtmenge pro Flächeneinheit in einem vorgegebenen Wertebereich gehalten wird. In Figur 2 ist dor qualitative Vorlauf der genannten Signale 10,11 und der Ablenkgeschwindigkeit 12 für das in Figur 1 dargestellte Werkstück 2 dargestellt. Die Abschnitte des analogen Ausgangssignales mit sehr niedrigem Pegel entsprechen dabei den Profilabschnitten der schrägen Seitenflächen dos Werkstückes 2. Der Wertoboroicli für dio einfallende Lichtmenge pro Flächonoinhoit wird so festgelegt, daß die Sensorelemente auf dom CCD-Bildempfänger während einer Integrationsphase vom Abbild des Lichtpunktes 6 stets so viel Lichtenergio absorbieren, daß die im Sensorelement umgesetzte Ladungsmenge möglichst groß wird und daß dabei aber die im Sensorelement maximal speichorbnre Energiemenge nicht überschritten wird. Dieses wird erreicht, indem bei solchen Positionen des Lichtpunktes 6 auf der Werkstückoberfläche die auf dem Fotoompfängor durch eine geringe auftreifende Lichtintensität oin analoges Ausgangssignal 10 mit niedrigem Pcgol erzeugen, die Steuerschaltung 9 oin solches Signal erzeugt, daß die Baugruppo zur Lichtstrahlablenkung mit einer entsprechend niedrigen Ablenkgoschwindigkeit 12 die Position des Lichtpunktes 6 auf der Werkstückoberfläche entlang dor vorgesehenen Richtung verschiebt. Bei Positionen dos Lichtpunktes 6 auf der Werkstückoberfläche, die dagegen durch eine hohe auftreffende Lichtintensität im Fotoempfänger zu einem analogen Ausgangssignal 10 mit hohem Pegel führen, wird in dor Steuerschaltung 9 ein Steuersignal zur Erhöhung der Ablenkgeschwindigkeit 12 erzougt. Damit wird die Position des Lichtpunktes 6 auf der Werkstückoberfläche entsprechend schneller verschoben. Die Erzeugung des Signalos zur Ansteuerung der Ablonkgoschwindigkeit 12 in der Steuerschaltung 9 wird dabei so vorgenommen, daß entsprechend den oben genannten Bedingungen für die Belichtung der Sensorelemente des CCD-Bildempfängers bei der Bewegung des Lichtpunktes 6 entlang der Schnittlinie 7 über die Werkstückoberfläche auf dorn CCD-Bildempianger eine homogene Lichtpunktspur integriert wird.

Die Intcgrationsphaso des CCD-Bildempfängers wird dabei mit Eintreten des Lichtpunktes 6 in den Bildbereich gestartet und nach Durchlaufen des gesamten Bildbereiches beendet. Der dabei entstehende Zeitintervall hängt stets von den realen Obetflächeneigenschaften des Werkstückes 2 sowie von den Winkcllagen der einzelnen Oberflächenabschnitte in der

Schnittebene ab. Jedoch wird durch die verfahrensgemäße Steuerung der Ablenkgeschwindigkeit der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung auf dem CCD-Bildempfänger unter Nutzung der technisch «erfügbaren Lichtleistung und unter Beachtung der Empfindlichkeit des CCD-Bildempfängers stets in kürzestmöglicher Zeit eine homogene Lichtpunktspur integriert. Die anschließende rechentec hnische Auswertung der Bildinforrnationen aus dem CCD-Bildempfänger wird durch die möglicho Binärbildauswertung wesentlich vereinfacht.

In Figur 3a ist das BeispWil eines Querschnittes einer I-Nahtfi ge mit großem Luftspalt dargestellt, in die eine Schweißvorbindung eingebracht werden soll Bei der Generierung des Profilabbildes dieser I-Nahtfuge treten beim Durchlaufen des Lichtpunktes 6 durch den Bildbereich Positionen auf, bei denen dieser Lichtpunkt 6 nicht vom Bildbereich erfaßt werden kann, das ist der Bereich des Luftspaltes in der Bildbereichsmitte. Da der Fotoempfänger in diesem Bereich keine Lichtstrahlung empfangen und damit auch kein verwertbares analoges Ausangssignal 10 liefern kann, wird verfahrensgemäß zur Verhinderung des Stehenbleibens des Lichtpunktes β im Bereich des Luftspalt·« in der Steuerschaltung 9 ein Ausgangssignal zur Ansteuerung der Ablenkgeschwindigkeit 12 der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung derart erzeugt, daß der Lichtpunkt 6 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit weiter bewegt wird. Nachdem der Lichtpu nkt β wieder eine Position auf der Werkstückoberfläche erreicht hat und somit das analoge Ausgangssignal 10 des Fotoempfäiigers eine auswertbare Größe erreicht, wird die Ablenkgeschwindigkeit 12 wieder entsprechend den Bedingungen zur Erzeugung einer homogenen Lichtpunktspur auf dem CCD-Bildempfänger verändert. Die Figur 3b zeigt das so aiif dem CCD-Bildempfänger generierte Profilabbild mit der Unterbrechung der homogenen Lichtpunktspur im Bereich des Luftspaltes.

In der Praxis ist es mitunter nicht notwendig, stets das gesimto vom Bildbereich erfaßbare Werkstückprofil aufzunehmen, sondern nur die Profila oschnitte, die für die Ermittlung dei notwendigen Informationen zur Steuerung oder Überwachung des jeweiligen technologischen Prozesses erforderlich sind.

Es soll beispielsweise die Qualität aller auf einem Förderband 1 ankommenden Werkstücke 2 mit gleichbleibender Form überwacht werden. Da sei sei die Form der Werkstücke 2 entsprechend der Darstellung in Figur 1 bekannt, es soll lediglich die Formabweichung der einzelnen Werkstücke 2 kontrolliert werden. Dazu ist es nur notwendig, den Profilbereich der Seitenflächen des Werkstückes 2 zu erfassen. Deshalb wird verfahrensgemäß als S"llfunktion 11 für den Vergleich mit dem analogen Ausgangssignal 10 den Fotoempfängers eine Rechteckfunktion derart gewählt, daß im mittleren Bildabschnitt die Ablenkgeschwindigkeit 12 der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung maximal wird und im linken und im rechten Bildabschnitt die Ablenkgeschwindigkeit 10 zur Erzeugung eines homogenen Profilabbildes jeweils verfahrensgemäß geregelt wird. Dabei entsteht boi der Goner orung des Profilabbildes auf dem CCD-Bildempfängsr eine im mittleren Bildboreich unterbrochene homogene Lichtpunktupur entsprechend der Darstellung in Figur 4. Die Bildinformationen des mittleren Bildabschnittes sind nicht verwertbar, jedoch läßt sich aus den Bildinformationen dos linken und rechten Bildabschnittes unter der Annahme einer stets ebonon Deckfläclie des Werkstückes 2 dessen Querschnittsfläche durch eine anschließende Bildauswertung genau ermitteln. Oie erforderliche Zeit für die so beschriebene Generierung des Profilabbildes wurde weiter minimiert. Selbstverständlich ist für die im Beispiel geforderte Bestimmung der Formabweichungen des Werkstückes 2 dio Generierung mohrerer aufeinanderfolgender Profilabbilder in verschiedenen Schnittebenen auf dem Werkstück 2 in Abstimmung mit der Vorschubgeschwinditikeit des Förderbandes 1 für eine dreidimensionale Informationsgewinnung erforderlich.

Claims (3)

1. Verfahren zur Generierung eines homogenen Abbildes bei der optischen Profilabtastung insbesondere von bewegten Objekten, z. B. Werkstücke auf einem Förderband, Schweißnahtfugen oder strangförmige Güter, mittels einer Anordnung nach dem Lichtschnittprinzip, insbesondere bestehend aus einer Lichtquelle mit punktförmiger Abbildung, einer trägheitsarm steuerbaren Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung, eines flächenhaften, integrierend arbeitenden Bildempfängers, vorzugsweise ein CCD-Bildempfänger, eines Fotoempfängers und einer elektronischen Steuerschaltung, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein Teil des vom Objekt reflektierten Lichtpunktes (6) auf einen, den gesamten Bildbereich erfassenden Fotoempfänger geleitet wird,

- daß das vom Fotoempfänger erzeugte analoge Ausgangssignal (10) einer Steuerschaltung (9) zugeführt wird,

- daß in der Steuerschaltung (9) ein Vergleich dieses analogen Ausgangssignales (10) mit einer Sollfunktion (11) erfolgt und ein entsprechendes Signal zur Ansteuerung der Ablenkgeschwindigkeit (12) der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung derart erzeugt wird, daß die einfallende Lichtmenge pro Flächeneinheit jeweils in einem vorgegebenen, der Empfindlichkeit des Bildempfängers angepaßten Wertebereich gehalten wird und

- daß die Integrationsphase des Bildempfängers mit dem Durchlauf des Lichtpunktes (6) über den vorgesehenen Bildbereich zeitlich korreliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekonnzeichnet,

- daß bei einer Position des vom Objekt reflektierten Lichtpunktes (6), die nicht vom vorgesehenen Bildbereich erfaßt wird, die Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung mit einer vorgegebenen Ablenkgeschwindigkeit (12) weiterbewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Sollfunktion (11) derart gewählt wird, daß in nicht interessierenden Bildabschnitten die Ablenkgeschwindigkoit (12) der Baugruppe zur Lichtstrahlablenkung maximal wird.