DE10063786A1

DE10063786A1 - Device and method for measuring an object

Info

Publication number: DE10063786A1
Application number: DE2000163786
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Armbruster; Bernhard Bock; Juergen Marx
Original assignee: Tech Federn Otto Joos GmbH
Current assignee: Tech Federn Otto Joos GmbH
Priority date: 2000-12-21
Filing date: 2000-12-21
Publication date: 2002-07-04
Also published as: EP1346191A1; WO2002050494A1; BR0116494A

Abstract

Es wird eine Vorrichtung mit einer Kamera, einer Lichtquelle und mit einer Messstrecke vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass die Lichtstrahlen (7) der Lichtquelle (5) die Messstrecke (9) durchlaufen und zur Erzeugung einer Hell-/Dunkelstruktur auf die Kamera (3) fallen, und dass die die Messstrecke (9) durchlaufenden Lichtstrahlen (7) von dem zu vermessenden Gegenstand (29) beeinflussbar ist.The invention relates to a device with a camera, a light source and a measuring section, which is characterized in that the light beams (7) from the light source (5) pass through the measuring section (9) and to generate a light / dark structure on the camera ( 3), and that the light beams (7) passing through the measuring section (9) can be influenced by the object (29) to be measured.

Description

description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einer Kamera gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Vermessen eines Gegenstandes gemäß Oberbegriff des Anspruchs 20.The invention relates to a device with a Camera according to the preamble of claim 1 and a Method for measuring an object according to Preamble of claim 20.

Vorrichtungen und Verfahren der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, Gegenstände zu erfassen und zu vermessen, beispielsweise um die Länge eines Gegenstandes festzustellen. In vielen Fällen sind die Messergebnisse zu ungenau, weil die Oberfläche des zu vermessenden Gegenstandes ver schmutzt war oder Fehler aufweisen. Auch Rauhig keitsunterschiede unterschiedlicher Gegenstände können zu verschiedenen Messergebnissen führen.Devices and methods of those addressed here Kind are known. They serve objects too record and measure, for example in order to Determine the length of an object. In many The measurement results are too imprecise because the Ver surface of the object to be measured was dirty or has defects. Rough too differences of different objects can lead to different measurement results.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrich tung und ein Verfahren zum Vermessen von Gegenstän den zur Verfügung zu stellen, die diese Nachteile nicht aufweisen.It is therefore an object of the invention, a Vorrich device and a method for measuring objects to provide those who have these disadvantages do not have.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Messvorrichtung vorgeschlagen, die die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass Lichtstrahlen, die von einer Lichtquelle aus gehen und eine Messstrecke durchlaufen, auf eine Kamera gerichtet werden und dass die die Messstre cke durchlaufenden Lichtstrahlen von dem zu vermes senden Gegenstand beeinflussbar sind. Mit Hilfe der Lichtquelle wird also unmittelbar in der Kamera ein Schattenbild, also eine Hell-/Dunkelstruktur er zeugt, anhand derer der Gegenstand vermessen wird. Es sind also nicht, wie bei herkömmlichen Verfah ren, von der Oberfläche des zu vermessenden Gegen standes reflektierte Lichtstrahlen, die zu dessen Vermessung herangezogen werden, sondern eben unmit telbar die Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle zur Kamera gelangen.A measuring device is used to solve this problem proposed that mentioned in claim 1 Features. It is characterized by that rays of light coming from a light source go and go through a measurement section on a Camera and that the streak beam of light passing through the surface to be measured send object can be influenced. With the help of The light source is turned on directly in the camera Silhouette, i.e. a light / dark structure testifies on the basis of which the object is measured. So it's not like conventional processes from the surface of the object to be measured reflected reflected light rays that lead to it Surveying can be used, but immediately telbar the rays of light coming from the light source get to the camera.

Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung, die eine helle, aktiv leuch tende Fläche als Lichtquelle umfasst. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Messvorrichtung ist eine zweidimensionale Vermessung des Gegenstandes möglich. Es können somit auf einfache Weise zahl reiche Parameter des Gegenstandes erfasst werden, um hochgenaue Messergebnisse zu erzielen.An embodiment is particularly preferred a measuring device that has a bright, active light Tent area includes as a light source. At a is such a configuration of the measuring device a two-dimensional measurement of the object possible. It can thus easily pay rich parameters of the object are recorded, to achieve highly accurate measurement results.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der zu vermessende Gegenstand zwischen Lichtquelle und Kamera angeordnet, also unmittelbar in die Mess strecke eingebracht.In a preferred embodiment, the Object to be measured between light source and Camera arranged, so directly in the measurement distance introduced.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Messvorrichtung ist eine Lochblende vorgesehen, die sich in der Messstrecke befindet und durch die das Licht der Lichtquelle auf die Kamera gerichtet wird. Die Position der Lochblende wird durch den zu vermessenden Gegenstand beeinflusst, so dass mit tels des durch die Lochblende erzeugten hellen Lichtpunkts, also durch dessen Hell-/Dunkcel struktur, eine Vermessung des Gegenstandes möglich wird. In another preferred embodiment a pinhole is provided in the measuring device, which is in the measurement section and through which the light from the light source is directed towards the camera becomes. The position of the pinhole is determined by the measuring object, so that with of the light generated by the pinhole Light point, that is, by its light / dark structure, a measurement of the object possible becomes.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den übri gen Unteransprüchen.Further configurations result from the rest against subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird auch ein Verfahren ge mäß Anspruch 20 vorgeschlagen, das sich dadurch auszeichnet, dass mit Hilfe einer Lichtquelle, de ren Lichtstrahlen eine Messstrecke durchlaufen und auf die Kamera fallen, eine Hell-/Dunkelstruktur in dieser erzeugt wird, um einen Gegenstand zu vermes sen. Bei der Hell-/Dunkelstruktur kann es sich um ein Schattenbild des Gegenstands in der Kamera oder aber um einen Lichtpunkt handeln, der mit Hilfe ei ner Lochblende erzeugt wird. In beiden Fällen wird das von der Lichtquelle auf die Kamera gerichtete Licht zur Vermessung des Gegenstandes ausgenutzt.A method is also used to solve the problem proposed according to claim 20, which is thereby distinguishes that with the help of a light source, de light rays pass through a measuring section and falling on the camera, a light / dark structure in this is created to measure an object sen. The light / dark structure can be a silhouette of the object in the camera or but it’s about a point of light that ner pinhole is generated. In both cases that of the light source directed at the camera Light used to measure the object.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens erge ben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous embodiments of the method result are derived from the subclaims.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeich nung näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a drawing tion explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer Vorrichtung zum Vermessen eines Gegenstandes; Figure 1 is a schematic diagram of a device for measuring an object.

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der Vor richtung zur Erfassung der Länge einer von einer Windemaschine hergestellten Fe der; Figure 2 shows a first embodiment of the device for detecting the length of a Fe manufactured by a wind machine.

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel der Vor richtung zur Erfassung der Länge einer unbelasteten Schraubenfeder; Fig. 3 shows a second embodiment of the device for detecting the length of an unloaded coil spring;

Fig. 4 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erfassung der Auslenkung einer Druckfeder unter Belastung und Fig. 4 shows a third embodiment of a device for detecting the deflection of a compression spring under load and

Fig. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Erfassung der Länge einer Feder. Fig. 5 shows a fourth embodiment of a device for detecting the length of a spring.

Die Prinzipskizze gemäß Fig. 1 zeigt einer Mess vorrichtung 1 mit einer Kamera 3, einer Lichtquelle 5, aus der Lichtstrahlen 7 austreten und eine Mess strecke 9 durchlaufen. Die Lichtstrahlen treffen auf die Kamera 3.The schematic diagram according to Fig. 1 shows a measuring device 1 with a camera 3, a light source 5, the light beams emerging from 7 and a measurement path through 9 run. The light rays hit the camera 3 .

Sie dienen dazu, einen Gegenstand 11 zu vermessen. Durch einen Pfeil 13 ist angedeutet, dass der Ge genstand 11 die Lichtstrahlen 7, die die Messstre cke 9 durchlaufen, beeinflussen, so dass in der Ka mera eine Hell-/Dunkelstruktur erzeugt, das heißt abgebildet wird. Die von der Kamera erzeugten Sig nale werden über eine Leitung 15 einer Auswertungs einheit 17 zugeführt. Diese kann beispielsweise ei nen auch hier nicht dargestellten Monitor umfassen, auf dem die Hell-/Dunkelstruktur abgebildet wird, so dass eine Bedienungsperson den Messvorgang über wachen und beeinflussen kann. Die Auswertungsein heit 17 kann außerdem mit einer Sortiereinrichtung 19 zusammenwirken, die die vermessenen Gegen stände verschiedenen Klassen zuordnet. Beispiels weise kann bei einer Längenmessung die unterschied liche Abweichung von einem Sollmaß dazu verwendet werden, die Gegenstände zu klassifizieren und zu sortieren. Gegebenenfalls kann auch mit der Sor tiereinrichtung 19 einer Zähleinrichtung 21 kombiniert werden, das die Anzahl der in die verschiede nen Klassen fallenden Gegenstände und/oder die Ge samtanzahl der vermessenen Gegenstände erfasst. Die Ansteuerung der Sortiereinrichtung 19 kann über ei ne Leitung 23 erfolgen, über die auch die Werte des Zählwerks 21 an die Auswertungseinrichtung 17 ge leitet werden können.They serve to measure an object 11 . An arrow 13 indicates that the object 11 influences the light beams 7 which pass through the measuring distance 9 , so that a light / dark structure is generated in the camera, that is to say is imaged. The signals generated by the camera are fed via a line 15 to an evaluation unit 17 . This can include, for example, a monitor, also not shown here, on which the light / dark structure is imaged, so that an operator can monitor and influence the measurement process. The evaluation unit 17 can also cooperate with a sorting device 19 which assigns the measured objects to different classes. For example, in a length measurement, the different deviation from a target dimension can be used to classify and sort the objects. If necessary, it can also be combined with the sorting device 19 of a counting device 21 which detects the number of objects falling into the various classes and / or the total number of objects measured. The sorting device 19 can be activated via a line 23 via which the values of the counter 21 can also be passed to the evaluation device 17 .

In der Prinzipskizze gemäß Fig. 1 wird durch den Pfeil 13 nur ganz allgemein angedeutet, dass die die Messstrecke 9 durchlaufenden Lichtstrahlen 7, die auf die Kamera 3 treffen, von dem Gegenstand 11 beeinflusst werden. Es sind hier unterschiedliche Grundprinzipien denkbar: Zum einen kann unmittelbar der Gegenstand 11 beziehungsweise ein Bereich die ses Gegenstandes durch die Lichtstrahlen 7 in der Kamera 3 abgebildet werden, um eine Hell-/Dunkel struktur zu erzeugen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Gegenstand indirekt auf die Lichtstrahlen 7 einwirkt, beispielsweise über die Auslenkung ei ner in die Messstrecke 9 eingebrachten Lochblende, mit deren Hilfe eine Hell-/Dunkelstruktur in der Kamera 3 erzeugt wird, nämlich ein Lichtpunkt und nicht ein Schattenbild, wie dies beim ersten Aus führungsbeispiel der Fall ist. Die genannten Mess prinzipien werden anhand der im Folgenden wiederge gebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the schematic diagram according to FIG. 1, the arrow 13 only indicates in a very general way that the light beams 7 passing through the measuring section 9 and which hit the camera 3 are influenced by the object 11 . Different basic principles are conceivable here: firstly, the object 11 or a region of this object can be imaged by the light rays 7 in the camera 3 in order to produce a light / dark structure. However, it is also possible for the object to act indirectly on the light beams 7 , for example via the deflection of a pinhole introduced into the measuring section 9 , with the aid of which a light / dark structure is generated in the camera 3 , namely a light point and not a Silhouette, as is the case with the first exemplary embodiment. The measurement principles mentioned are explained in more detail using the exemplary embodiments reproduced below.

Für beide Grundprinzipien ist vorgesehen, dass es sich bei der Lichtquelle 5 um eine aktive Licht quelle handelt, die Licht verschiedener Wellenlänge abgibt, auch unsichtbares Licht. Bei der Erzeugung einer Hell-/Dunkelstruktur in Form eines Schatten bildes im Inneren der Kamera weist die Lichtquelle 5 eine helle, aktiv leuchtende Fläche 25 auf, um möglichst große Bereiche des zu vermessenden Ge genstandes 11 auf der Kamera 3 abzubilden. Damit wird es dann auf einfache Weise möglich, auch ver schiedene Messbereiche innerhalb der Hell- /Dunkelstruktur und damit verschiedene Bereiche des Gegenstandes und unterschiedliche Merkmale zu er fassen.For both basic principles, it is provided that the light source 5 is an active light source that emits light of different wavelengths, including invisible light. When generating a light / dark structure in the form of a shadow image inside the camera, the light source 5 has a bright, actively illuminating surface 25 in order to image as large as possible areas of the object 11 to be measured on the camera 3 . This then makes it possible in a simple manner to also capture different measurement areas within the light / dark structure and thus different areas of the object and different features.

Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messvorrichtung 1, die zusammen mit einer Windema schine 27 verwendet wird, auf der Schraubenfedern hergestellt werden. Zur Vereinfachung sind hier die Zufuhreinrichtungen für den Federdraht weggelassen. Als Kreis ist hier eine Schraubenfeder 29 zu erken nen, die aus der Windemaschine 27 austritt und als Schraubenfeder ausgebildet ist. Sie verläuft senk recht zur Bildebene von Fig. 2. Fig. 2 shows a first embodiment of a measuring device 1 , which is used together with a Windema machine 27 , are made on the coil springs. For simplification, the feed devices for the spring wire are omitted here. As a circle, a helical spring 29 can be seen here, which emerges from the winding machine 27 and is designed as a helical spring. It runs perpendicular to the image plane of FIG. 2.

Die zusammen mit der Windemaschine 27 verwendete Messvorrichtung 1 weist eine hier als Matrixkamera 3 ausgebildete Kamera, außerdem eine Lichtquelle 5 auf. Diese gibt Lichtstrahlen 7 ab, die von der Matrixkamera 3 aufgenommen werden. Die Lichtquelle 5 ist hier als sogenannte Flach- oder Folienbe leuchtung ausgebildet, die eine helle aktiv leuch tende Fläche 25 aufweist. Die von der Lichtquelle 5 zur Matrixkamera 3 verlaufenden Lichtstrahlen 7 bilden die Messstrecke 9, innerhalb derer die Schraubenfeder 29 angeordnet ist.The measuring device 1 used together with the winding machine 27 has a camera designed here as a matrix camera 3 and also a light source 5 . This emits light beams 7 , which are recorded by the matrix camera 3 . The light source 5 is designed here as a so-called flat or foil illumination, which has a bright active luminous surface 25 . The light beams 7 extending from the light source 5 to the matrix camera 3 form the measuring section 9 , within which the helical spring 29 is arranged.

Die Matrixkamera 3 ist über eine Leitung 15 mit ei ner Auswertungseinrichtung 17 verbunden, außerdem mit einem Monitor 31, auf dem der zu vermessende Gegenstand, hier also Bereiche der Schraubenfeder 29, erkennbar sind. Über eine Leitung 23 ist eine Sortiereinrichtung 19 mit der Auswertungseinrich tung 17 verbunden, die von der Windemaschine 27 hergestellte Federn hier in fünf verschiedene Klas sen sortieren kann. Mit der Auswertungseinrichtung 17 ist hier auch eine Längenregelung 32 verbunden. Diese steuert eine Schneideinrichtung der Windema schine 27, die den zur Herstellung der Schraubenfe der 29 herangeführten Draht abschneidet, wenn eine gewünschte Länge der Schraubenfeder 29 erreicht ist. Beim Schneidvorgang sich ergebende Längenun terschiede werden von der Matrixkamera 3 erfasst und ausgewertet, um Schraubenfedern 29 verschiede ner Länge in der Sortiereinrichtung 19 zu klassie ren.The matrix camera 3 is connected via a line 15 to an evaluation device 17 , and also to a monitor 31 on which the object to be measured, ie areas of the coil spring 29 , can be seen. Via a line 23 , a sorting device 19 is connected to the Auswertungseinrich device 17 , the springs made by the winding machine 27 can sort here into five different classes. A length control 32 is also connected to the evaluation device 17 here. This controls a cutting device of the Windema machine 27 , which cuts off the wire used to produce the screw feed 29 when the desired length of the coil spring 29 is reached. Length differences resulting from the cutting process are recorded and evaluated by the matrix camera 3 in order to classify helical springs 29 of different lengths in the sorting device 19 .

Das aus der Windemaschine 27 austretende Ende der Schraubenfeder 29 tritt in die Messstrecke 9 ein, so dass sie mit Hilfe der Matrixkamera 3, die bei spielsweise als CCD-Kamera ausgebildet ist, vermes sen werden kann. Dabei findet eine zweidimensionale Messung statt. Die Messstrecke 9 ist in einem vor bestimmten Abstand zur Windemaschine 27 insbesonde re zur Austrittsöffnung, aus der die Feder aus tritt, angeordnet, so dass nach Herstellung einer Referenzfeder die in der Windemaschine 27 herge stellten Federn mit dem Referenzmaß verglichen wer den können. Wenn das Messfeld der Matrixkamera 3 groß genug ist, beziehungsweise wenn entsprechend kleine Schraubenfedern 29 hergestellt werden sol len, die vollständig von der Kamera erfasst werden können, bedarf es keiner Referenzmessung, weil die Schraubenfeder 29 vollständig von dem Messfeld der Matrixkamera 3 erfasst und vermessen werden kann.The end of the helical spring 29 emerging from the winding machine 27 enters the measuring section 9 , so that it can be measured using the matrix camera 3 , which is designed as a CCD camera, for example. A two-dimensional measurement takes place. The measuring section 9 is arranged in a predetermined distance from the wind machine 27, in particular, to the outlet opening from which the spring emerges, so that after the production of a reference spring, the springs produced in the wind machine 27 are compared with the reference dimension. If the measuring field of the matrix camera 3 is large enough, or if correspondingly small coil springs 29 are to be produced, which can be completely captured by the camera, no reference measurement is required because the coil spring 29 is completely captured and measured by the measuring field of the matrix camera 3 can.

Das Ende der Schraubenfeder 29, gegebenenfalls auch die gesamte Feder, wird auf dem Monitor 31 ange zeigt, wo eine Bedienungsperson ein Messfenster festlegen kann. Wird also das vorderste Ende der aus der Windemaschine 27 austretenden Schraubenfe der 29 erfasst, kann die Federlänge mit Hilfe der Matrixkamera gemessen werden. Diese kann auch die Vorderfront der Schraubenfeder erfassen und dabei einen Schiefstand feststellen. Wenn das Messfenster der Matrixkamera 3 groß genug ist, kann auch der Schraubendurchmesser erfasst werden. Denkbar ist es im Übrigen auch, den Durchmesser des für die Her stellung der Schraubenfeder 29 verwendeten Drahtes zu messen. Bei einer entsprechenden Wahl des Mess fensters auf dem Monitor 31 kann auch der Windungs abstand der Feder erfasst werden.The end of the coil spring 29 , possibly also the entire spring, is shown on the monitor 31 , where an operator can define a measurement window. If the foremost end of the screw spring 29 emerging from the winding machine 27 is detected, the spring length can be measured with the aid of the matrix camera. This can also detect the front of the coil spring and determine an oblique position. If the measurement window of the matrix camera 3 is large enough, the screw diameter can also be recorded. Incidentally, it is also conceivable to measure the diameter of the wire used for the manufacture of the helical spring 29 . With a corresponding selection of the measuring window on the monitor 31 , the winding distance of the spring can also be recorded.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei spiel wird also auf der Matrixkamera 3 ein Schat tenbild der Schraubenfeder 29 abgebildet und zwar mit Hilfe der aus der Lichtquelle 5 austretenden Lichtstrahlen 7, die auf die Matrixkamera 3 gerich tet sind und die Messstrecke 9 durchlaufen. Bei der Messung entsteht also eine Hell-/Dunkelstruktur be ziehungsweise ein Schattenbild, aus dem die ge wünschten Daten bestimmt werden.In the embodiment shown in FIG. 2, a shadow image of the helical spring 29 is shown on the matrix camera 3 using the light rays 7 emerging from the light source 5 , which are directed towards the matrix camera 3 and pass through the measurement section 9 . During the measurement, a light / dark structure or a shadow image is created from which the desired data are determined.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei spiel der Messvorrichtung 1 findet also eine dyna mische Messung statt. Während des Herstellvorgangs der Schraubenfeder 29 wird das aus der Windemaschine 27 tretende Ende der Feder erfasst und vermes sen, so dass die verschiedenen Messwerte erfasst werden können. Die Windemaschine 27 wird mit Hilfe der Längenregelung 32 so gesteuert, dass bei Errei chen einer gewünschten Federlänge eine Schneidvor richtung aktiviert wird. Es können also im Betrieb der Windemaschine 27 Vibrationen auftreten, die auch zu einer Unschärfe der Hell-/Dunkelstruktur in der Matrixkamera 3 führen. Um diese zu kompensie ren, kann die Lichtquelle 5 gepulstes Licht abge ben. Die Lichtblitze müssen so kurz sein, dass wäh rend der Erzeugung der Hell-/Dunkelstruktur auftre tende Bewegungen nicht zu einer Unschärfe des Bil des führen können. Denkbar ist es auch, eine Kamera mit kurzer Belichtungszeit zu verwenden, um Bewe gungen des zu vermessenden Gegenstandes, also der Schraubenfeder 29, zu kompensieren.In the embodiment of the measuring device 1 shown in FIG. 2, a dynamic measurement takes place. During the manufacturing process of the coil spring 29 , the end of the spring emerging from the winding machine 27 is detected and measured, so that the various measured values can be recorded. The winding machine 27 is controlled with the aid of the length control 32 so that a cutting device is activated when a desired spring length is achieved. It can 27 vibrations occur during operation of the wind machine, which also lead to a blurring of the light / dark structure in the matrix camera. 3 In order to compensate for this, the light source 5 can ben abge pulsed light. The flashes of light must be so short that movements occurring during the generation of the light / dark structure cannot result in blurring of the image. It is also conceivable to use a camera with a short exposure time in order to compensate for movements of the object to be measured, ie the coil spring 29 .

Es zeigt sich, dass bei einer beispielhaft ausge wählten Kamera das Messfenster circa 40 × 30 mm groß sein kann, dass die Auflösung circa 6 µm beträgt und die Messgenauigkeit circa 0,02 mm. Zur Kompen sation von Bewegungen und um eine möglichst genaue Längenmessung zu ermöglichen, sind bis zu zehn Mes sungen pro Sekunde realisierbar.It turns out that in one example camera selected the measurement window approximately 40 × 30 mm may be that the resolution is approximately 6 µm and the measuring accuracy is approximately 0.02 mm. To the compen sation of movements and as accurate as possible Up to ten measurements are possible to enable length measurement solutions per second.

Die Lichtquelle 5 wird vorzugsweise so ausgewählt, dass sie beispielsweise gepulstes Licht oder aber Licht einer bestimmten Frequenz abgibt, welches dann von der Matrixkamera 3 selektiv erfasst wird. Damit kann die Messung praktisch unabhängig vom Um gebungslicht durchgeführt und erreicht werden, dass die Fehlerrate aufgrund äußerer Einflüsse auf ein Minimum reduziert wird. The light source 5 is preferably selected such that it emits, for example, pulsed light or else light of a specific frequency, which is then selectively recorded by the matrix camera 3 . This means that the measurement can be carried out practically independently of the ambient light and the error rate due to external influences can be reduced to a minimum.

Die gilt im Übrigen auch für alle folgenden Ausfüh rungsbeispiele der Messvorrichtung, auch für die unten noch erwähnte Zeilenkamera.This also applies to all of the following versions Example of the measuring device, also for the line camera mentioned below.

Das zweite in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbei spiel der anhand von Fig. 1 erläuterten Messvor richtung 1 umfasst als Kamera beispielsweise wie derum eine Matrixkamera 3, außerdem eine Lichtquel le 5, die Lichtstrahlen 7 auf die Matrixkamera ab gibt, um so eine Messstrecke 9 auszubilden. Die Messstrecke wird auch hier von dem zu vermessenden Gegenstand beeinflusst.The second. Ausführungsbei shown 3 play in Fig of reference to FIG. 1 Messvor described device 1 comprises as a camera, for example, as derum a matrix camera 3, further comprising a Lichtquel le 5, outputs the light beams 7 to the matrix the camera, so as to form a measuring section 9 , The measuring section is also influenced here by the object to be measured.

Die Matrixkamera 3 und die Lichtquelle 5 sind über eine geeignete Halterung 33 und 35 in einem defi nierten Abstand über einen Messtisch 37 angebracht, auf dessen Oberfläche 39 eine Schraubenfeder 29 aufgestellt ist. Es handelt sich hier um eine ge schliffene Schraubenfeder, also um eine Feder, de ren Enden plan geschliffen sind und die hier auf die Oberfläche 39 aufgestellt ist, um mittels der Messvorrichtung 1 deren Länge l₀ zu bestimmen.The matrix camera 3 and the light source 5 are attached via a suitable holder 33 and 35 at a defined distance via a measuring table 37 , on the surface 39 of which a coil spring 29 is set up. It is a ground helical spring, ie a spring, the ends of which are ground flat and which is placed here on the surface 39 in order to determine the length l ₀ by means of the measuring device 1 .

Das obere Ende 41 der Schraubenfeder 29 ragt in die Messstrecke 9, so dass die von der Lichtquelle 5 abgegebenen Lichtstrahlen 7 in der Matrixkamera 3 eine Hell-/Dunkelstruktur beziehungsweise ein Schattenbild abbilden. Der Abstand der Messstrecke 9 zur Oberfläche 39 des Messtischs 37 wird durch eine Referenzmessung oder auf sonstige geeignete Weise festgelegt. Daher kann die Länge 10 der Schraubenfeder 29 mit Hilfe der Messvorrichtung 1 erfasst werden. Die Lichtquelle 5 weist auch hier eine helle aktiv leuchtende Fläche 25 auf, die Lichtstrahlen auf die Matrixkamera 3 abgibt und da mit die Messstrecke 9 bildet. Wenn das Messfenster der Kamera groß genug oder die Feder klein genug ist, kann die Länge der Feder unmittelbar aus dem Schattenbild bestimmt werden.The upper end 41 of the coil spring 29 protrudes into the measuring section 9 , so that the light beams 7 emitted by the light source 5 depict a light / dark structure or a silhouette in the matrix camera 3 . The distance between the measuring section 9 and the surface 39 of the measuring table 37 is determined by a reference measurement or in another suitable manner. Therefore, the length 10 of the coil spring 29 can be detected with the help of the measuring device 1 . Here, too, the light source 5 has a bright, actively illuminating surface 25 , which emits light beams onto the matrix camera 3 and forms the measuring section 9 with it. If the measuring window of the camera is large enough or the spring is small enough, the length of the spring can be determined directly from the silhouette.

Die Matrixkamera 3 ist auch hier über eine Leitung 15 mit einer Auswertungseinrichtung 17 verbunden, die einen Monitor 31 umfasst. Der Benutzer der Messvorrichtung 1 kann auf dem Monitor 31 das Ende 41 der Schraubenfeder 29 erkennen. Er kann auch ein geeignetes Messfenster wählen. Damit sind also die unbelastete Länge der Schraubenfeder 10, ein Schiefstand der Endfläche im Bereich des Endes 41, die Drahtdicke der Schraubenfeder 29, der Windungs abstand und dergleichen ohne weiteres erfassbar.Here too, the matrix camera 3 is connected via a line 15 to an evaluation device 17 which comprises a monitor 31 . The user of the measuring device 1 can see the end 41 of the coil spring 29 on the monitor 31 . He can also choose a suitable measurement window. So that the unloaded length of the coil spring 10 , an inclination of the end face in the region of the end 41 , the wire thickness of the coil spring 29 , the winding distance and the like can be easily detected.

Das anhand von Fig. 3 erläuterte Ausführungsbei spiel zeichnet sich wiederum dadurch aus, dass die Messstrecke 9 unmittelbar durch den zu vermessenden Gegenstand, hier also durch die Schraubenfeder 29 beeinflusst wird und dass ein entsprechendes Schat tenbild, also eine Hell-/Dunkelstruktur, in der Matrixkamera abgebildet wird. Anstelle einer Mat rixkamera kann hier auch eine auch als Linienkamera bezeichnete Zeilenkamera eingesetzt werden, die sich durch ein langgestrecktes, sehr schmales, also quasi eindimensionales Messfenster auszeichnet. Beispielsweise wird ein Messfenster von ca. 18 mm Länge und ca. 1/100 mm Breite verwendet.The exemplary embodiment explained with reference to FIG. 3 is characterized in turn by the fact that the measuring section 9 is influenced directly by the object to be measured, here by the coil spring 29 , and that a corresponding shadow pattern, i.e. a light / dark structure, in the Matrix camera is mapped. Instead of a matrix camera, a line camera, also known as a line camera, can be used, which is characterized by an elongated, very narrow, that is to say quasi one-dimensional, measurement window. For example, a measuring window approx. 18 mm long and approx. 1/100 mm wide is used.

Das dritte Ausführungsbeispiel in Fig. 4 zeigt wiederum eine Messvorrichtung 1 mit einer als Mat rixkamera 3 ausgebildeten Kamera und einer Lichtquelle 5. Diese gibt punktiert angedeutete Licht strahlen 7 ab, die auf die Matrixkamera 3 auftref fen und eine Messstrecke 9 ausbilden. Anders als bei den anhand von Fig. 2 und 3 erläuterten Aus führungsbeispielen, ist hier der Lichtpfad abge knickt. In den Lichtstrahl 7 sind drei Spiegel 43a, 43b und 43c eingebracht, durch die der Lichtstrahl im Wesentlichen U-förmig abgelenkt und schließlich auf die Matrixkamera 3 reflektiert wird. Der Licht pfad umfasst hier zwei waagrechte Abschnitte 7a und 7b, die in einem Abstand zueinander verlaufen und durch einen senkrechten Abschnitt 7c miteinander verbunden sind. Der horizontale Abschnitt 7b geht über den Spiegel 43c in einen senkrechten Abschnitt 7d über, der von dem Spiegel 43c zur Matrixkamera 3 verläuft. Der Lichtstrahl 7 fällt also auch hier in die Kamera, wie bei den übrigen Ausführungsbeispie len. Der Strahlungsweg ist allerdings mehrfach ab geknickt.The third exemplary embodiment in FIG. 4 in turn shows a measuring device 1 with a camera designed as a matrix camera 3 and a light source 5 . This gives out dotted indicated light rays 7 , which hit the matrix camera 3 and form a measuring section 9 . In contrast to the exemplary embodiments explained with reference to FIGS . 2 and 3, the light path is kinked here. Three mirrors 43 a, 43 b and 43 c are introduced into the light beam 7 , through which the light beam is deflected essentially in a U-shape and is finally reflected onto the matrix camera 3 . The light path here comprises two horizontal sections 7 a and 7 b, which run at a distance from one another and are connected to one another by a vertical section 7 c. The horizontal portion 7b passes through the mirror 43 c in a vertical section 7 d over which c from the mirror 43 passes to the matrix camera. 3 The light beam 7 also falls into the camera here, as in the other exemplary embodiments. However, the radiation path has been kinked several times.

Der senkrechte Abschnitt 7c des Lichtstrahls 7 läuft durch eine Lochblende 45.The vertical section 7 c of the light beam 7 runs through a pinhole 45 .

Mit Hilfe der Lichtquelle 5, der Lochblende 45 und der Spiegel 43a, 43b und 43c wird ein heller Licht punkt in der Matrixkamera 3 abgebildet, also wie derum eine Hell-/Dunkelstruktur, wie sie anhand der vorangegangenen Figuren angesprochen wurde. Aller dings wird hier eine helle Fläche erfasst und nicht ein Schattenbild.With the aid of the light source 5 , the pinhole 45 and the mirror 43 a, 43 b and 43 c, a bright light point is imaged in the matrix camera 3 , that is to say a light / dark structure, as was addressed with the aid of the preceding figures. However, a bright area is captured here and not a silhouette.

Die Lochblende 45 ist Teil eines Messaufbaus 47, der eine horizontale Messplatte 49 aufweist, auf deren Oberfläche 51 eine Schraubenfeder 29 mit plan geschliffenen Enden steht. Die Messplatte 49 ist über eine geeignete Halterung 53 mit einer die Lochblende 45 umfassenden Blendenplatte 55 und mit einer Lagerplatte 57 verbunden. Diese ist über ein Luftlager 59 auf einer Basis 61 praktisch reibungs los gelagert. Das Messloch der Lochblende 45 ist vorzugsweise zentrisch zur Schraubenfeder 29 ange ordnet.The pinhole 45 is part of a measuring structure 47 which has a horizontal measuring plate 49 , on the surface 51 of which a helical spring 29 with flat ground ends is located. The measuring plate 49 is connected via a suitable holder 53 to an aperture plate 55 comprising the aperture plate 45 and to a bearing plate 57 . This is practically frictionless mounted on an air bearing 59 on a base 61 . The measuring hole of the pinhole 45 is preferably arranged centrally to the coil spring 29 .

Von der Matrixkamera 3 abgegebene Signale gelangen über eine Leitung 15 zu einer Auswertungseinrich tung 17, die einen Monitor 31 umfasst. Die Auswer tungseinrichtung 17 kann einen Ausgang A aufweisen, der dazu dient, Messergebnisse auf geeignete Weise anzuzeigen und/oder auszuwerten.Signals emitted by the matrix camera 3 pass via a line 15 to an evaluation device 17 which comprises a monitor 31 . The evaluation device 17 can have an output A which serves to display and / or evaluate measurement results in a suitable manner.

Oberhalb der Schraubenfeder 29 ist ein Messkolben 63 dargestellt, der dazu dient die Schraubenfeder 29 mit einer Kraft F zu beaufschlagen, was durch einen Pfeil 65 angedeutet ist.A volumetric piston 63 is shown above the helical spring 29 and serves to apply a force F to the helical spring 29 , which is indicated by an arrow 65 .

Wird die Schraubenfeder 29 mit einer Druckkraft F beaufschlagt, führt die aus der Federgeometrie re sultierende Querkraft zu einer seitlichen Auslen kung der Feder und damit zu einer Bewegung des Messaufbaus 47 in x- und y-Richtung, was durch Pfeile 67 angedeutet ist. Mit dem Messaufbau 47 be wegt sich die Lochblende 45, also auch das Mess loch, so dass der von der Lichtquelle 5 in der Mat rixkamera 3 erzeugte Lichtpunkt ebenfalls verlagert wird. Dies kann auf dem Monitor 31 verfolgt werden. Die Auslenkung lässt sich exakt erfassen. If the coil spring 29 is subjected to a compressive force F, the transverse force resulting from the spring geometry leads to a lateral deflection of the spring and thus to a movement of the measuring assembly 47 in the x and y directions, which is indicated by arrows 67 . With the measuring setup 47 , the pinhole 45 moves, including the measuring hole, so that the light point generated by the light source 5 in the matrix camera 3 is also shifted. This can be followed on the monitor 31 . The deflection can be recorded exactly.

Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wur de eine maximale Bewegungsfreiheit des Messaufbaus auf ±3 mm festgelegt. Die Verkippung der Messplatte 49 betrug weniger als 0,2°. Die Auflösung der Mat rixkamera betrug 2 µm. Es ergab sich eine Messge nauigkeit von 0,01 mm.In the exemplary embodiment shown here, a maximum freedom of movement of the measurement setup was set to ± 3 mm. The tilting of the measuring plate 49 was less than 0.2 °. The resolution of the matrix camera was 2 µm. A measuring accuracy of 0.01 mm resulted.

Die hier dargestellte Messvorrichtung 1 zeichnet sich dadurch aus, dass die Messstrecke 9 nicht un mittelbar durch ein Schattenbild des zu vermessen den Gegenstandes, also ein Schattenbild der Schrau benfeder 29, beeinflusst wird, sondern durch einen Lichtpunkt, der bei einer seitlichen Auslenkung der Schraubenfeder 29 bewegt wird. Hier liegt also eine indirekte Beeinflussung der Messstrecke 9 durch den zu vermessenden Gegenstand vor. Im Unterschied zu den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen liegt auch hier ein heller Lichtpunkt vor, der hier die von der Kamera erfasste Hell-/Dunkelstruktur bil det.The measuring device 1 shown here is characterized in that the measuring section 9 is not influenced un directly by a silhouette of the object to be measured, that is, a silhouette of the screw spring 29 , but by a light spot which is caused by a lateral deflection of the coil spring 29 is moved. So there is an indirect influence on the measuring section 9 by the object to be measured. In contrast to the exemplary embodiments described above, there is also a bright light spot here, which forms the light / dark structure detected by the camera.

Denkbar ist es auch, statt der Lochblende 45 am Messaufbau 47 beispielsweise einen Stift oder der gleichen anzubringen, der in eine Messstrecke 9 ragt, wie sie anhand der Fig. 1 bis 3 erläutert wurde. Die Spitze des Stifts wird bei einer Auslen kung des Messaufbaus 47 in Richtung der Pfeile 67 ausgelenkt und deren Schatten beziehungsweise Hell- /Dunkelstruktur in der Matrixkamera 3 beziehungs weise in einem auf dem Monitor 31 abgebildeten Messfenster verlagert.It is also conceivable, for example, to attach a pin or the like to the measuring structure 47 instead of the perforated diaphragm 45 , which protrudes into a measuring section 9 , as was explained with reference to FIGS . The tip of the pen is deflected in the direction of the arrows 67 when the measurement assembly 47 is deflected and its shadow or light / dark structure is shifted in the matrix camera 3 or in a measurement window shown on the monitor 31 .

Es ist also möglich, einen hellen Punkt mittels ei ner Lochblende 45 zu erzeugen und mit einer Kamera zu erfassen. Dazu kann der abgeknickte Strahlenver lauf des Lichtstrahls 7 realisiert werden. Dies ist dann erforderlich, wenn die Lochblende 45 zentrisch zur Schraubenfeder 29 angeordnet sein soll. Wenn allerdings die Lochblende außerhalb des Messaufbaus 47 beispielsweise an einer fest mit diesem verbun denen Blendenplatte 55 angebracht ist, kann auch ein gradliniger Lichtpfad beziehungsweise Licht strahl 7 von einer Lichtquelle 5 auf eine Matrixka mera 3 gerichtet und dort erfasst werden. Wie ge sagt kann anstelle des hellen Lichtpunkts auch ein Schatten eines Messzeigers erfasst werden, der mit dem Messaufbau 47 fest verbunden ist.It is therefore possible to generate a bright spot by means of a pinhole 45 and to record it with a camera. For this purpose, the bent beam of light beam 7 can be realized. This is necessary if the perforated diaphragm 45 is to be arranged centrally with respect to the coil spring 29 . If, however, the pinhole outside of the measuring structure 47 is attached, for example, to a diaphragm plate 55 which is firmly connected thereto, a straight-line light path or light beam 7 can also be directed from a light source 5 onto a matrix camera 3 and detected there. As stated, instead of the bright light spot, a shadow of a measurement pointer can also be detected, which is firmly connected to the measurement setup 47 .

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel ei ner Vorrichtung zur Erfassung der Länge einer Fe der. Teile, die bereits anhand der vorangegangenen Figuren erläutert wurden, sind mit gleichen Bezugs ziffern versehen, so dass insofern auf die Be schreibung oben verwiesen wird. Fig. 5 shows another embodiment of a device for detecting the length of a spring. Parts that have already been explained with reference to the preceding figures are provided with the same reference numerals, so that in this respect reference is made to the description above.

Die in Fig. 5 dargestellte Messvorrichtung 1 um fasst eine Kamera 3, eine Lichtquelle 5, von der Lichtstrahlen 7 ausgehen, die eine Messstrecke 9 bilden. In den Strahlungsweg des Lichtstrahls 7 sind hier zwei Prismen 69 und 71 eingebracht, die in Seitenansicht im Wesentlichen dreieckförmig aus gebildet sind. Die Hypotenusen der Prismen 69 und 71 verlaufen in einem Abstand parallel zueinander. Die einen rechten Winkel einschließenden Katheten liegen rechts und links von den Hypotenusen. Der Lichtstrahl 7 wird innerhalb der Prismen 69 und 71 so umgelenkt, dass ein horizontal verlaufender Lichtstrahl 7' entsteht, der letztlich die Messstrecke 9 ausbildet und der von dem zu vermessenden Gegenstand 11, hier beispielhaft von einer Schrau benfeder 29 beeinflusst wird. Diese tritt aus einer Windemaschine 27 aus, die hier lediglich angedeutet ist.The measuring device 1 shown in FIG. 5 comprises a camera 3 , a light source 5 , from which light beams 7 , which form a measuring section 9 , emanate. In the radiation path of the light beam 7 here two prisms 69 and 71 are introduced, which are essentially triangular in side view. The hypotenuses of prisms 69 and 71 run parallel to one another at a distance. The right angle catheters are to the right and left of the hypotenuses. The light beam 7 is deflected within the prisms 69 and 71 in such a way that a horizontally extending light beam 7 'is formed, which ultimately forms the measuring section 9 and which is influenced by the object 11 to be measured, for example here by a helical spring 29 . This emerges from a winding machine 27 , which is only indicated here.

Der horizontal verlaufende Lichtstrahl 7' verläuft in einem Abstand zur Windemaschine 27, der zum Bei spiel anhand von Vergleichsmessungen mit einer Re ferenzfeder eingestellt wird. Wenn der Gegenstand 11 beziehungsweise die Schraubenfeder 29 in den Be reich zwischen die Prismen 69 und 71 eintritt, wird von dem Lichtstrahl 7 eine Hell-/Dunkelstruktur, nämlich ein Schattenbild in der Kamera 3 abgebil det.The horizontally extending light beam 7 'runs at a distance from the winding machine 27 , which is set for example on the basis of comparative measurements with a reference spring. When the object 11 or the coil spring 29 enters the area between the prisms 69 and 71 , a light / dark structure, namely a silhouette in the camera 3, is detected by the light beam 7 .

Fig. 5 zeigt, dass der Lichtstrahl 7 im Wesentli chen V-förmig verläuft und dass der horizontal ver laufende Lichtstrahl 7' sehr gut in die Nähe der Windemaschine 27 geführt werden kann, weil der Lichtstrahl 7 insgesamt durch die Prismen 69 und. 71 abgeknickt verläuft. Fig. 5 shows that the light beam 7 is essentially V-shaped and that the horizontally running light beam 7 'can be guided very well in the vicinity of the winding machine 27 because the light beam 7 overall through the prisms 69 and. 71 is bent.

Die Länge der in den Spalt zwischen den Hypotenusen der Prismen 69 und 71 eintretenden Feder wird mit Hilfe der Kamera 3 erfasst, wobei ein von der Kame ra 3 ausgehendes Signal über eine Leitung 15 der Auswertungseinrichtung 17 zugeführt wird, die einen Monitor 31 umfasst. Auf diesem kann zumindest ein Bereich des Gegenstandes 11 beziehungsweise das freie aus der Windemaschine 27 austretende Ende der Schraubenfeder 29 erfasst und auf dem Monitor 31 abgebildet werden. The length of the air entering the gap between the hypotenuses of the prisms 69 and 71 spring is detected by means of the camera 3, wherein a ra from the Kame 3 outgoing signal is fed via a line 15 to the evaluation device 17, which includes a monitor 31st At least one area of the object 11 or the free end of the helical spring 29 emerging from the winding machine 27 can be detected on this and displayed on the monitor 31 .

Die Auswertungseinrichtung steuert über eine geeig nete Leitung 23 eine Sortiereinrichtung 19 an, in die die aus der Windemaschine 27 austretenden Schraubenfedern 29 entsprechend dem Pfeil 73 einge bracht werden.The evaluation device controls via a suitable line 23 to a sorting device 19 into which the helical springs 29 emerging from the winding machine 27 are introduced in accordance with the arrow 73 .

Die Kamera 3 des in Fig. 5 dargestellten Ausfüh rungsbeispiels der Messvorrichtung 1 kann als Mat rixkamera ausgebildet sein oder aber vorzugsweise als Zeilenkamera. Das schmale langgestreckte Mess fenster der Zeilenkamera verläuft vorzugsweise pa rallel zur Bewegungsrichtung der Schraubenfeder 29, also entlang der Hypotenusen der Prismen 69 und 71. Die Zeilenkamera ist vollkommen ausreichend, um die Länge der aus der Windemaschine 27 austretenden Schraubenfeder 29 zu erfassen.The camera 3 of the exemplary embodiment of the measuring device 1 shown in FIG. 5 can be designed as a matrix camera or, preferably, as a line camera. The narrow, elongated measurement window of the line scan camera preferably runs parallel to the direction of movement of the coil spring 29 , that is, along the hypotenuses of the prisms 69 and 71 . The line scan camera is completely sufficient to record the length of the coil spring 29 emerging from the winding machine 27 .

Aus Fig. 5 wird deutlich, dass sowohl die Licht quelle 5, als auch die Kamera 3 in einem Abstand zur Windemaschine 27 angeordnet sein können, dass also bereits damit ein nachhaltiger Schutz vor Ver schmutzung dieser beiden Geräte gegeben ist. Außer dem wird durch den V-förmigen Verlauf des Licht strahls 7 sichergestellt, dass eine Messstrecke 9 in unmittelbarer Nähe der Austrittsöffnung einer Schraubenfeder 29 aus einer Windemaschine 27 er zeugt werden kann und dass diese von den übrigen Aufbauten der Windemaschine 27 nicht gestört wird.From Fig. 5 it is clear that both the light source 5 , as well as the camera 3 can be arranged at a distance from the wind machine 27 , so that there is already a sustainable protection against Ver pollution of these two devices. In addition, the V-shaped course of the light beam 7 ensures that a measuring section 9 in the immediate vicinity of the outlet opening of a helical spring 29 can be generated from a winch 27 and that this is not disturbed by the other structures of the winch 27 .

Oben wurde bereits darauf eingegangen, wie die Messvorrichtung 1 ausgestaltet werden muss, um Vib rationen oder störende Lichteinflüsse vermeiden zu können. Die oben beschriebenen Abhilfemaßnahmen können selbstverständlich bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel wie auch bei allen an deren eingesetzt werden. Es sei hier noch darauf verwiesen, dass eine Zeilenkamera, wie sie anhand von Fig. 5 erläutert wurde, sehr wohl auch dazu eingesetzt werden kann, anstatt eines Schattenbilds einen hellen Lichtpunkt zu erfassen, der unter Ein wirkung des zu vermessenden Gegenstandes 11 verla gert wird. Mit Hilfe der Zeilenkamera kann aller dings nur eine quasi eindimensionale Verlagerung eines Lichtpunktes erfasst werden.It has already been discussed above how the measuring device 1 must be designed in order to be able to avoid vibrations or disturbing light influences. The remedial measures described above can of course be used in the embodiment shown in FIG. 5 as well as in all of the others. It should also be pointed out here that a line scan camera, as was explained with reference to FIG. 5, can very well also be used instead of a shadow image to detect a bright light spot, which is moved under the effect of the object 11 to be measured , With the help of the line scan camera, however, only a quasi one-dimensional displacement of a light point can be recorded.

Die anhand von Fig. 5 erläuterten Prismen 69 und 71 können auch dazu verwendet werden, den zur Er zeugung einer Messstrecke 9 abgewinkelt verlaufen den Lichtstrahl bei einer Vorrichtung bereitzustel len, die anhand von Fig. 4 erläutert wurde. Es ist also denkbar, bei bestimmten Messvorgängen Spiegel durch Prismen und umgekehrt zu ersetzen.The prisms 69 and 71 explained with reference to FIG. 5 can also be used to provide the light beam in an apparatus that was angled to generate a measuring section 9 and was explained with reference to FIG. 4. It is therefore conceivable to replace mirrors with prisms and vice versa for certain measuring processes.

Im Folgenden soll auf das Verfahren zum Vermessen eines Gegenstandes näher eingegangen werden. Aus den Erläuterungen zu den Fig. 1 bis 5 wird deut lich, dass bei dem Verfahren eine als Matrix- oder als Zeilenkamera ausgebildete Kamera eingesetzt werden kann. Wird eine Matrixkamera verwendet, so wird eine zweidimensionale Erfassung des Gegenstan des beziehungsweise von Teilen davon ermöglicht. Mit Hilfe einer Lichtquelle und von dieser ausge henden Lichtstrahlen wird eine Messstrecke reali siert, die sich dadurch auszeichnet, dass die Lichtstrahlen 7 der Lichtquelle 5 auf die Kamera 3 gerichtet sind und dass die Messstrecke 9 von dem zu vermessenden Gegenstand so beeinflusst wird, dass eine Hell-/Dunkelstruktur in der Kamera 3 ent steht.The procedure for measuring an object will be discussed in more detail below. From the explanations for FIGS. 1 to 5, it becomes clear that a camera designed as a matrix or line camera can be used in the method. If a matrix camera is used, two-dimensional detection of the object or parts thereof is made possible. With the help of a light source and light rays emanating therefrom, a measuring path is realized, which is characterized in that the light beams 7 of the light source 5 are directed towards the camera 3 and that the measuring path 9 is influenced by the object to be measured in such a way that a Light / dark structure in the camera 3 arises.

Um Störungen aus der Umgebung möglichst zu vermei den, kann eine pulsierende Lichtquelle eingesetzt und die Auswertung der Signale der Kamera in der Auswertungseinrichtung 17 so durchgeführt werden, dass jeweils nur zu bestimmten Zeitpunkten, nämlich synchron zu den Lichtblitzen, das in der Kamera vorhandene Bild ausgewertet wird. Denkbar ist es auch, die Lichtquelle 5 so auszugestalten, dass sie Licht einer bestimmten Wellenlänge, auch nicht sichtbares Licht, abgibt, nämlich dergestalt, dass es von der Kamera vom Umgebungslicht unterschieden und ausgewertet werden kann.In order to avoid disturbances from the environment as far as possible, a pulsating light source can be used and the evaluation of the signals of the camera in the evaluation device 17 can be carried out in such a way that the image present in the camera is evaluated only at certain times, namely synchronously with the light flashes becomes. It is also conceivable to design the light source 5 in such a way that it emits light of a certain wavelength, including invisible light, namely in such a way that the camera can distinguish it from the ambient light and evaluate it.

Insbesondere in den Fällen, in denen die Hell-/Dun kelstruktur, die von der Kamera 3 erfasst wird, ein Schattenbild des zu vermessenden Gegenstandes dar stellt, wird eine helle aktiv leuchtende Fläche 25 bevorzugt, die ein Messfeld entsprechender Größe ermöglicht. Innerhalb des Messfeldes können be stimmte Bereiche ausgewählt werden, um definierte Strukturen des zu vermessenden Gegenstandes zu er fassen.In particular, in cases in which the light / dark structure, which is captured by the camera 3 , represents a silhouette of the object to be measured, a bright, actively illuminating surface 25 is preferred, which enables a measuring field of corresponding size. Certain areas can be selected within the measuring field in order to record defined structures of the object to be measured.

Da die Kamera 3 nicht von dem zu vermessenden Ge genstand reflektiertes Licht erfasst, sondern un mittelbar das von der Lichtquelle abgegebene Licht, spielen Verschmutzungen des zu vermessenden Gegen standes und unterschiedliches Reflexionsverhalten von verschiedenen Bereichen seiner Oberfläche bei der Erfassung der Messwerte keinerlei störende Rol le. Since the camera 3 does not detect reflected light from the object to be measured, but directly detects the light emitted by the light source, soiling of the object to be measured and different reflection behavior from different areas of its surface play no disturbing role in the detection of the measured values.

Das Verfahren ist unabhängig davon, ob ein Schat tenbild des zu vermessenden Gegenstandes oder ein Lichtpunkt als Hell-/Dunkelstruktur von der Kamera 3 erfasst wird. Entscheidend ist nur, dass die Hell-/Dunkelstruktur definiert von dem zu vermes senden Gegenstand beeinflusst wird, um damit auf diesen rückzuschließen. Es ist also möglich, unmit telbar das Schattenbild des Gegenstands zu erfassen oder, wie anhand von Fig. 4 erläutert, einen Lichtpunkt, dessen Position von dem zu vermessenden Gegenstand beeinflusst wird.The method is independent of whether a shadow image of the object to be measured or a point of light is captured by the camera 3 as a light / dark structure. The only thing that is decisive is that the light / dark structure is influenced in a defined manner by the object to be measured, in order to draw conclusions about it. It is therefore possible to directly capture the shadow image of the object or, as explained with reference to FIG. 4, a light point, the position of which is influenced by the object to be measured.

Das Messverfahren kann, ebenso wie die oben be schriebene Messvorrichtung, universell eingesetzt werden. Besonders bewährt haben sich das Verfahren und die Messvorrichtung bei der Vermessung von Fe dern, insbesondere Schraubenfedern, und zwar einer seits unmittelbar bei der Herstellung, also beim Austritt aus einer Windemaschine, aber auch ande rerseits nach weiteren Bearbeitungsvorgängen, also nach dem Planschleifen der Enden einer Schraubenfe der 29.The measuring method, like the measuring device described above, can be used universally. The method and the measuring device have proven particularly useful in the measurement of springs, in particular helical springs, on the one hand directly during production, i.e. when exiting a wind machine, but also on the other hand after further processing operations, i.e. after grinding the ends of one Screw spring of 29

Wesentlich ist, dass das Messverfahren berührungs los arbeitet, also bei der Vermessung eines Gegen standes keinerlei Kräfte auf diesen ausgeübt wer den. Damit wird also ein unverfälschtes Messergeb nis erzeugt.It is essential that the measuring method is contact starts working, i.e. when measuring a counter no force was exerted on them the. So that is an unadulterated mess nis generated.

Es ist im Übrigen möglich, mit Hilfe von Spiegeln 43a, 43b und 43c den Lichtstrahl so abzulenken, dass die Messstrecke 9 in einem Abstand zur Matrix kamera 3 beziehungsweise Lichtquelle 5 verläuft. Die Kamera und die Lichtquelle sind damit sehr weitgehend vor Verschmutzungen geschützt. Anstelle der hier beschriebenen Spiegel können - wie anhand von Fig. 5 erläutert - auch Prismen eingesetzt wer den, so dass aus einiger Entfernung unmittelbar an der Austrittstelle einer Feder bei einer Windema schine Messungen vorgenommen werden können.It is also possible to deflect the light beam with the help of mirrors 43 a, 43 b and 43 c in such a way that the measuring section 9 runs at a distance from the matrix camera 3 or light source 5 . The camera and the light source are therefore very largely protected against contamination. Instead of the mirror described here, prisms can also be used, as explained with reference to FIG. 5, so that measurements can be carried out from a distance directly at the exit point of a spring in a Windema machine.

Die der Kamera nachgeschaltete Auswertungseinrich tung kann die Messergebnisse sehr genau auswerten und eine Sortiereinrichtung ansteuern, mit der eine feine Klassifizierung der vermessenen Gegenstände ermöglicht wird.The evaluation device downstream of the camera device can evaluate the measurement results very precisely and control a sorting device with which one fine classification of the measured objects is made possible.

Da sich das Verfahren und die Vorrichtung allgemein zur Erfassung von Hell/Dunkelstrukturen eignen, können Messungen, wie anhand von Fig. 1, 2, 3 und 5 erläutert, durch unmittelbare Erfassung eines Schattenbilds eines zu vermessenden Gegenstandes durchgeführt werden. Es ist aber auch möglich, qua si indirekte Messungen durchzuführen und eine Mess strecke 9 so zu legen, dass diese indirekt durch den zu vermessenden Gegenstand beeinflusst wird. Dies wurde anhand des in Fig. 4 dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert.Since the method and the device are generally suitable for the detection of light / dark structures, measurements, as explained with reference to FIGS. 1, 2, 3 and 5, can be carried out by directly detecting a silhouette of an object to be measured. However, it is also possible to carry out qua si indirect measurements and to lay a measuring path 9 such that it is indirectly influenced by the object to be measured. This was explained in more detail using the exemplary embodiment shown in FIG. 4.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind also univer sell zur Vermessung von Gegenständen einsetzbar. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass die Erfassung des Gegenstandes berührungslos erfolgt, dass eine - sofern eine Matrixkamera eingesetzt wird - zweidi mensionale Vermessung des Gegenstandes gegeben ist, wobei das Messfenster von dem Benutzer der Vorrich tung beziehungsweise des Verfahrens frei wählbar ist. Dadurch können die verschiedensten Merkmale eines Gegenstandes erfasst werden, was anhand der Schraubenfeder näher erläutert wurde.The method and the device are therefore universal sell can be used to measure objects. They are characterized by the fact that the capture of the object without contact that a - if a matrix camera is used - two dimensional measurement of the object is given, where the measurement window from the user of the device freely selectable is. This allows the most diverse characteristics of an object are recorded, which is based on the Coil spring was explained in more detail.

Claims

1. Device for measuring an object with a camera, a light source and with a measuring path, characterized in that the light rays ( 7 ) of the light source ( 5 ) pass through the measuring path ( 9 ) and to generate a light / dark structure the camera ( 3 ) falls, and that the light beams ( 7 ) passing through the measuring section ( 9 ) can be influenced by the object ( 29 ) to be measured.

2. Device according to claim 1, characterized in that the light source ( 5 ) comprises a bright, actively illuminating surface ( 25 ).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the object to be measured ( 29 ) between the light source ( 5 ) and the camera ( 3 ) is arranged.

4. The apparatus claims according to any one of the preceding, characterized in that which is so arranged article (29) between the light source (5) and camera (3) that a shadow image of at least a portion of the article (29) of the camera (3 ) is detectable.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one mirror ( 43 a, 43 b, 43 c) and / or a prism is provided which / which is arranged in the measuring section ( 9 ).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement section ( 9 ) runs at a defined distance from a given measurement point.

7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring device is used to measure a spring, in particular helical spring ( 29 ), and that the measuring section ( 9 ) runs at a distance from the outlet of a winding machine ( 27 ).

8. Device according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the measuring device for measuring a spring, in particular special coil spring ( 29 ) is used, and that the measuring section ( 9 ) runs at a distance from a measuring table ( 37 ) ,

9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it serves to detect the length of a spring which occurs from a winding machine ( 27 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it serves to detect the length (l _o ) of a spring, in particular a screw spring ( 29 ), placed on a measuring table ( 37 ).

11. The device according to claim 1 or 2, characterized in that a pinhole ( 45 ) is arranged in the measuring section ( 9 ).

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the position of the pinhole ( 45 ) by the object to be measured ( 29 ) can be influenced.

13. The apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the pinhole ( 45 ) is part of a measuring setup ( 47 ).

14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the measuring device has a bearing, in particular an air bearing ( 59 ).

15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it serves to detect the deflection of a loading spring, in particular helical spring ( 29 ).

16. Device according to one of the claims, characterized in that it serves to detect the misalignment of a loaded spring, in particular compression spring ( 29 ).

17. Device according to one of the preceding claims, characterized by a sorting device ( 19 ) which sorts the measuring objects in dependence on the measurement result.

18. The apparatus according to claim 17, characterized by a with the sorting device ( 19 ) co-operating counter ( 21 ).

19. Device according to one of the preceding An sayings, characterized in that the camera is designed as a matrix or line scan camera.

20. Method for measuring an object with with a camera, a light source and one Measuring section, in particular by means of a measuring device Direction according to one of claims 1 to 19, characterized characterized that with the help of light source that run through the measurement section, one of which ver light / dark that can be influenced structure is generated in the camera.

21. The method according to claim 20, characterized records that a matrix or line camera ver is applied.