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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur optischen Überprüfung von einseitig offenen tunnelartigen Hohlräumen in Werkstücken gemäß den Ansprüchen 1 und 7.
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Tunnelartige Strukturen, die z. B. bei der Fertigung frei geformter Guss- oder Spritzteile entstehen, können mit Hilfe von automatisierten Prüfeinrichtung in ihrem Inneren häufig nur unzureichend auf Fertigungsfehler in Form von Materialeinschlüssen oder Formabweichungen geprüft werden.
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Dabei ist eine effiziente und schnelle automatische Massenprüfung der Werkstücke mit Hilfe von optischen Detektoren wie CCD-Kameras in der Regel nur im Durchlichtverfahren möglich, was das Erfordernis mit sich bringt, dass der Tunnel von beiden Seiten her geöffnet sein muss. Bei den zuvor erwähnten Durchlichtverfahren stellt es weiterhin ein Problem dar, dass sich fehlerhafte Stellen und Fremdkörper im Tunnel nur als Schatten oder – bei unscharfer Abbildung bzw. technisch bedingter Überstrahlung der Kamera – sogar nur als Abschwächung der Helligkeit ausmachen lassen, was die Gefahr von Fehlern erhöht und demgemäß einen zuverlässigen Einsatz des Verfahrens bei der Massenprüfung von sicherheitsrelevanten Teilen, wie insbesondere Bremsscheiben, erschwert.
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Bei der Fertigung von Bremsscheiben für PKW und Nutzfahrzeuge ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Fehlerprüfung des Rohlings möglichst gleich nach dem Gießen desselben erfolgt, so dass fehlerhafte Rohlinge möglichst früh aussortiert, nachbearbeitet oder aber dem Gießprozess wieder zugeführt werden können, um die mitunter zeit- und kostenaufwändigen nachfolgenden Bearbeitungsprozesse nur an ordnungsgemäß gegossenen Rohlingen durchzuführen.
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Wie sich hierbei in der Praxis gezeigt hat, treten die Fehler bei der Produktion der Bremsscheibenrohlinge häufig im Bereich der Kühlkanäle der Bremsscheiben auf, in denen sich z. B. unerwünschte Gussrückstände oder auch Klumpen des zur Erstellung der Gussformen eingesetzten Formsandes ablagern, die im fertigen Produkt zur Unwuchten bzw. zu thermischen Problemen bei hohen Bremsbelastungen führen können.
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Die zuvor beispielhaft aufgeführten Fehler können zwar theoretisch durch eine visuelle Prüfung erkannt werden; allerdings ergibt sich hierbei abgesehen von dem damit verbundenen hohen Personalaufwand die Gefahr, dass es aufgrund der großen Anzahl von z. B. 20 oder mehr zu überprüfenden Kühlkanälen pro Bremsscheibe beim Prüfpersonal nach kurzer Zeit zu Ermüdungserscheinungen kommt, die ihrerseits wiederum sehr schnell zu Fehlern im Endprodukt führen. Abgesehen davon ist eine visuelle Überprüfung bei der Massenfertigung in der Praxis auch aufgrund des kleinen Zeitfenster von oft nur wenigen Sekunden pro Bremsscheibe nicht möglich.
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Weiterhin ist es bekannt, zur dreidimensionalen Prüfung von Oberflächen Lichtschnittsensoren einzusetzen, bei denen ein linienartiger Laserstrahl im Winkel auf die zu prüfende Oberfläche projiziert und die entstehende Laserlinie oder der Strich von einer schräg gestellten Kamera aufgenommen wird. Der Blickwinkel zwischen Kamera und Laserstrahl wird hierbei als Triangulationswinkel bezeichnet. Üblich sind Werte von 30° und mehr, da die Auflösung in der Höhe mit größerem Triangulationswinkel deutlich verbessert wird.
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Die Höhenstruktur der Prüfoberfläche bildet sich dabei in einer scheinbaren lateralen Verzerrung der von der Laserlichtquelle erzeugten Linie auf dem Objekt, bzw. auf dem Kamerachip – einem CCD- oder CMOS-Flächensensor – ab, wobei je aufgenommenem zweidimensionalen Abbild des Lasers eine eindimensionale Höhenlinie berechnet wird. Durch Bewegen des zu untersuchenden Werkstücks und wiederholtes Auslesen mit einer Frequenz von z. B. mehreren kHz, werden die Daten des Kamerachips durch eine elektronische Auswerteinrichtung in ein Höhenprofil umgewandelt, aus dem anschließend mit Hilfe von bekannten Bildverarbeitungsverfahren Fehler in der Prüfoberfläche bestimmt werden.
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Dank leistungsfähiger Hardware und moderner Bildverarbeitungsalgorithmen kann der Höhenverlauf der Prüfoberfläche hierbei aus dem Abbild der Laserlinie mit hoher Geschwindigkeit berechnet werden, wodurch sich das Verfahren auch für die Massenfertigung von Produkten eignet. Obgleich bei der Inspektion von Oberflächen mitunter auch schon Triangulationswinkel von z. B. lediglich 16° zum Einsatz gelangten, werden bei dem zuvor beschriebenen Lichtschnittverfahren zur Erlangung einer möglichst großen Auflösung üblicher Weise Triangulationswinkel von 30° und mehr angestrebt, da sich hierdurch die Auflösung maßgeblich erhöht. Aufgrund der bei kleinen Winkeln deutlich verschlechterten Höhenauflösung erscheint das Lichtschnittverfahren auf den ersten Blick nicht zur Inspektion von langgestreckten tunnelartigen Hohlräumen in Werkstücken geeignet zu sein, die – wie z. B. Kühlkanäle in Bremsscheiben – lediglich eine einseitige Öffnung geringer Größe aufweisen. Ein zuvor beschriebenes Triangulationsverfahren ist beispielsweise in der
DE 10 064 289 A1 beschrieben.
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Ungeachtet dessen besteht bei der Inspektion von derartigen tunnelartigen Hohlräumen das Problem, dass sich die Hohlräume selbst bei den zuvor genannten vereinzelt eingesetzten Winkeln von 16° nicht mit den üblichen Lichtschnittanordnungen inspizieren lassen, da selbst der genannte Winkel zu groß ist, um den Hohlraum überhaupt mit einem linienartigen Lichtfleck beleuchten und gleichzeitig das aus dem Hohlraum austretende Streulicht detektieren zu können.
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Aus der
EP 1 093 768 A2 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Hohlräumen in Modellen von präparierten Zähnen bekannt, bei der ein Lichtstrahl unter einem Triangulationswinkel von weniger als 5° auf einen punktförmigen Bereich einer Zahnkavität projiziert wird.
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Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zu schaffen, mit denen sich langgestreckte tunnelartige Strukturen in Werkstücken, insbesondere Kühlkanäle in Bremsscheiben, mit hoher Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit auf Fehler hin überprüfen lassen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von Anspruch 1 und 7 gelöst.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur optischen Überprüfung von einseitig offenen tunnelartigen Hohlräumen in Werkstücken, insbesondere von Kühlkanälen in Bremsscheiben auf Fremdkörper und Materialeinschlüsse, das Werkstück in einem linienartigen Bereich mit einem Lichtstrahl einer Lichtquelle bestrahlt, die bevorzugt als Laser ausgestaltet ist.
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Das vom Werkstück reflektiere Licht wird von einem optischen Detektor erfasst, der mit einer elektronischen Auswerteinrichtung verbunden ist, und der in einem Winkel zur Lichtquelle angeordnet ist, welcher nachfolgend auch als Triangulationswinkel bezeichnet wird.
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Der Detektor, der bevorzugt einen mit der elektronischen Auswerteinrichtung verbundenen CCD- oder CMOS-Flächensensor umfasst, ermittelt aus den aufgenommen Bilddaten ein Höhenlinienprofil, welches der geometrischen Form des vom Lichtstrahl erfassten Bereichs des Werkstücks entspricht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Lichtstrahl und die optische Achse des Detektors in einem Winkel von weniger als 10°, insbesondere weniger als 3,5° in der Weise zueinander angeordnet sind, dass die Lichtquelle das Werkstück im Bereich der Öffnung des tunnelartigen Hohlraumes mit dem linienartigen Lichtstrahl beleuchtet und der Schnittpunkt der optischen Achse des Detektors mit dem Lichtstrahl – bzw. bei einem bevorzugt verwendeten aufgefächerten Lichtstrahl mit der Ebene des Lichtstrahls – im Bereich des zu untersuchenden tunnelartigen Hohlraums liegt.
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Wie die Anmelderin gefunden hat, ist es trotz dieses – bezogen auf die sonst typischer Weise verwendeten Triangulationswinkel von 30° und mehr – sehr kleinen Triangulationswinkels möglich, Fehleinschlüsse in den tunnelartigen Strukturen mit einer überraschend hohen Zuverlässigkeit und Genauigkeit zu erkennen.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dem Detektor ein optisches Objektiv zugeordnet, welches die aus dem Hohlraum reflektierte Lichtstrahlung in bekannter Weise auf das lichtempfindliche Element des Detektors, beispielsweise den CCD- oder CMOS-Flächensensor, fokussiert; und die Lichtquelle ist teilweise im Randbereich des Objektivs zwischen dem Werkstück und dem Objektiv angeordnet.
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Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Lichtquelle und auch der Detektor in geringem Abstand zu dem zu prüfenden Hohlraum angeordnet werden können, wodurch sich wiederum die Lichtintensität des eingestrahlten Lichts im Hohlraum sowie des Streulichts im Detektor erhöht. Diese erhöhten Lichtintensitäten ermöglichen es, die Werkstücke mit einer verbesserten zeitlichen Auflösung zu prüfen, da die Werkstücke bei einer vorgegebenen Lichtempfindlichkeit des Detektors mit einer höheren Geschwindigkeit am Detektor vorbeigeführt, bzw. relativ zu diesem bewegt werden können.
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Wie die Anmelderin im Zusammenhang mit der Prüfung von Kühlkanälen in Bremsscheiben auf Fehleinschlüsse gefunden hat, lässt sich durch die verbesserte zeitliche Auflösung die Taktzeit zur Inspektion eines Bremsscheibenrohlings, der bei großen Bremsscheiben für LKWs z. B. 30 bis 40 Kühlkanäle besitzen kann, erfindungsgemäß auf weniger als ca. 5 Sekunden pro Werkstück verringern, was die Grundvoraussetzung für eine industrielle Massenprüfung darstellt.
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Als weitere Folge der erhöhten Lichtintensität, bzw. Lichtausbeute können bei weniger anspruchsvollen Anwendungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch Lichtquellen in Form von vergleichsweise schwachen Laser eingesetzt werden, die bei ihrem Betrieb keine aufwändigen Sicherheitsmaßnahmen für das Bedienpersonal erfordern, wodurch sich die Kosten für den Betrieb der Anlage reduzieren.
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Obgleich die Lichtquelle und der Detektor bevorzugt in der zuvor beschriebenen Weise relativ zu dem zu überprüfenden Hohlraum angeordnet werden, ist es ebenso denkbar, dass der von der Lichtquelle ausgesandte Lichtstrahl, welcher den linienartigen Bereich innerhalb des Hohlraums erzeugt, sowie auch das aus dem Hohlraum reflektierte Streulicht über Umlenkspiegel umgelenkt werden, so dass die Lichtquelle und der Detektor horizontal und/oder vertikal versetzt zueinander nahe dem zu prüfenden Werkstück angeordnet werden können. Durch den Einsatz eines Umlenkspiegels für den einfallenden Lichtstrahl, der vor der Öffnung des zu überprüfenden Hohlraums angeordnet ist, ergibt sich weiterhin der Vorteil, dass die Abschattung, welche beim Einsatz eines in den Randbereich des Objektivs hineinragenden Lasers auftritt, weiter reduziert werden kann. Hierdurch lassen sich in vorteilhafter Weise auch stärkere Laser mit vergleichsweise großen Gehäusen einsetzen, die aufgrund der höheren Lichtintensität die Grundlage für eine weitere Erhöhung der zeitlichen Auflösung darstellen.
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Der Detektor umfasst bevorzugt einen bekannten CCD- oder CMOS-Flächensensor mit mehreren matrixartig in Form von Zeilen und Spalten angeordneten nebeneinander liegenden lichtempfindlichen Zellen, an der das Werkstück mit einer bevorzugt konstanten Geschwindigkeit vorbei bewegt wird. Dies kann im Falle einer zuvor erwähnten Bremsscheibe z. B. dadurch erfolgen, dass die Bremsscheibe durch eine Einspanneinrichtung oder einen Greifer gehalten und insgesamt um ihre eigentliche Drehachse rotiert wird, so dass die Öffnungen der von der Lichtquelle bestrahlten Hohlräume – in diesem Falle die Kühlkanäle – nacheinander sukzessive am Detektor vorbei geführt werden. Dabei liegen die Lichtquelle und auch der Detektor bevorzugt auf der selben Höhe wie die Mittenachse, bzw. Mittenebene des Hohlraums.
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Um das Höhenlinienprofil aufzunehmen, werden die lichtempfindlichen Zellen des CCD- oder CMOS-Flächensensors von der Auswerteinrichtung spaltenweise ausgelesen und der Abstand zwischen denjenigen lichtempfindlichen Zellen einer Zeile des Kamerachips ermittelt, welche bei zwei aufeinander folgenden Auslesevorgängen mit reflektiertem Streulicht aus dem Hohlraum beaufschlagt werden.
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Nach einem weitern der Erfindung zugrunde liegenden Gedanken wird das erhaltene Höhenlinieprofil im Bereich des Hohlraums mit einem vorgegebenen Soll-Höhenlinienprofil des Hohlraums verglichen, das z. B. zuvor anhand eines ordnungsgemäßen Hohlraums aufgenommen und abgespeichert wurde. Wenn die Abweichungen zwischen dem zuletzt aufgenommenen Höhenlinienprofil und dem Soll-Höhenlinienprofil einen vorgegebenen Schwellenwert überschreiten, wird das Werkstück als fehlerhaft gekennzeichnet und z. B. über eine entsprechende Weiche oder dgl. bevorzugt automatisch aussortiert.
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Weiterhin hat es sich in der Praxis als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Vergleich der Höhenlinienprofile mit dem Soll-Höhenlinienprofil abschnittsweise erfolgt, und zur Auswertung den Höhenlinienprofilen Graustufenwerte und/oder Farbwerte zugeordnet werden. Hierdurch eröffnet sich die Möglichkeit, dass die aufgenommenen Höhenlinienprofile auf Basis der Graustufenwerte und/oder Farbwerte mit bekannten digitalen Bildverarbeitungsverfahren weiter analysiert werden können, um fehlerbehaftete Hohlräume mit Hilfe von bei derartigen Bildverarbeitungsverfahren verwendeten Algorithmen mit hoher Zuverlässigkeit auch dann zu erkennen, wenn die Geometrie der Hohlräume an sich aufgrund von Fertigungstoleranzen variiert. Anders ausgedrückt eröffnet sich durch die Umwandlung der Höhenlinienprofile in Graustufenwerte und/oder Farbwerte der Zugang zu einer Vielzahl von bekannten und bewährten Bildverarbeitungs- und Analyseprogrammen, mit denen die Auswertung mit einer hohen Effizienz und Zuverlässigkeit erfolgen kann.
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Um eine größere Abdeckung des geprüften Bereichs innerhalb des Hohlraums zu erhalten, kann es weiterhin vorgesehen sein, dass das Werkstück im Bereich des Hohlraums aus unterschiedlichen Richtungen mit dem Lichtstrahl beleuchtet wird, wodurch Höhenlinienprofile von unterschiedlichen Bereichen des Hohlraumes erhalten werden.
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Hierzu können beispielsweise zwei Lichtquellen vorgesehen sein, die den Hohlraum bevorzugt zeitlich nacheinander und aus unterschiedlichen Winkeln – z. B. um 5 bis 10°, versetzt zueinander – beleuchten, denen jeweils wiederum ein eigener Detektor zugeordnet ist.
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In gleicher Weise besteht die Möglichkeit, die Lichtquelle und den Detektor fest zueinander z. B. auf einer gemeinsamen Grundplatte anzuordnen und das Werkstück unter einem ersten Winkel zu prüfen, wozu das Werkstück beispielsweise um eine Zentralachse rotiert wird, so dass der Hohlraum sich relativ zum Schnittpunkt aus optischer Achse des Detektors und einfallendem Lichtstrahl bewegt. Anschließend kann in einem zweiten Durchgang der Einfallswinkel z. B. durch Drehen und/oder Verschieben der Grundplatte relativ zum rotierenden Werkstück gegenüber der ursprünglichen Anordnung verändert und im Anschluss daran das Werkstück wieder rotiert werden, um ein entsprechendes Höhenlinienprofil des zu untersuchenden Hohlraums unter einem anderen Winkel aufzunehmen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Prüfung von Bremsscheiben mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische räumliche Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung bei der Überprüfung einer Bremsscheibe mit Kühlkanälen,
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2 eine schematische Aufsicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Bremsscheibe mit Hilfe von zwei Lichtquellen unter unterschiedlichen Winkeln überprüft wird, und
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3 eine schematische Darstellung eines Höhenlinienprofils, bei welchem die den unterschiedlichen Höhenbereichen zugeordneten Graustufenwerte und/oder Farbwerte aus darstellungstechnischen Gründen durch Muster repräsentiert werden.
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Wie in 1 gezeigt ist, umfasst eine erfindungsgemäße Anordnung 1 zur optischen Überprüfung eines Werkstücks in Form einer Bremsscheibe 2, in der eine Vielzahl von tunnelartigen Hohlräumen 4 geformt sind, die an ihrem einen Ende eine Öffnung 6 aufweisen, eine Lichtquelle in Form eines Lasers 8, der die Bremsscheibe 2 in einem linienartigen Bereich 10 mit Laserlicht 9, beispielsweise mit rotem Laserlicht, bestrahlt.
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Wie der Darstellung von 1 sowie auch der Darstellung von 2 ferner entnommen werden kann, wird das von der Bremsscheibe 2 aus dem tunnelartigen Hohlraum 4 reflektierte Licht 12 von einem optischen Detektor 14 erfasst, der einen CMOS- oder CCD-Flächensensor 16 enthält, welcher eine Vielzahl von lichtempfindlichen Zellen 18 umfasst, die matrixartig in Form von Spalten 18s und Zeilen 18z angeordnet sind.
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Wie der Darstellung von 1 weiterhin entnommen werden kann, ist der Flächensensor 16 mit einer elektronischen Auswerteinrichtung 20 verbunden, die in den Zeichnungen lediglich schematisch dargestellt ist, und nicht nur rein hardwaremäßig sondern auch softwaremäßig auf einem Rechner realisiert sein kann.
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Wie sich insbesondere aus der Darstellung von 2 ergibt, sind der Laser 8 und der optische Detektor 14 in der Weise zueinander angeordnet, dass der Lichtstrahl 9 des Lasers und die optische Achse 13 des Detektors 14 in einem Winkel α zueinander verlaufen, der weniger als 10°, insbesondere weniger als 3,5° beträgt, wobei der Schnittpunkt 22 der optischen Achse 13 des Detektors mit dem Lichtstrahl, bzw. der vom Lichtstrahl 9 aufgespannten Ebene, im Bereich des Hohlraums liegt.
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Um hierbei in vorteilhafter Weise einen geringen Abstand zwischen der zu überprüfenden Bremsscheibe 2 – die z. B. durch eine in den Figuren nicht näher gezeigte Greifereinritchtung gehalten und rotiert wird – und dem Laser 8 sowie dem optischen Detektor 14 zu erhalten, ist der Laser 8 teilweise innerhalb des Randbereichs des Objektivs 14a angeordnet, welches das aus dem Hohlraum 4 zurück reflektierte Laserlicht 12 auf den Flächensensor 16 fokussiert.
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Um mit der erfindungsgemäßen Anordnung 1 einen Hohlsaum 8 – der bei der in 2 teilweise dargestellten Bremsscheibe 2 z. B. durch mehrere seitlich entlang des Hohlraums angeordnete säulenförmige Abstandshalter 24a, 24b definiert wird – auf den Einschluss von Fremdkörpern 26 hin zu überprüfen, wird die Bremsscheibe 2 fortschreitend, bevorzugt schrittweise, um wenige Zehntel Winkelgrad weiter rotiert und das jeweils auf dem CMOS- oder CCD-Flächensensor 16 durch den reflektierten Lichtstrahl 12 erzeugte Strichmuster durch Auslesen der lichtempfindlichen Zellen 18 erfasst und durch die elektronische Auswerteinrichtung 20 gespeichert und weiter verarbeitet.
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Um aus den Bilddaten der lichtempfindlichen Zellen 18 des optischen Detektors 14 ein in 3a und 3b gezeigtes Höhenlinienprofil 32 zu erstellen, werden die lichtempfindlichen Zellen 18 bei der in 1 gezeigten Anordnung von Lichtquelle 8, linienartigem Bereich 10 und optischem Detektor 14 nach jeder Weiterdrehung der Bremsscheibe 2 entlang der Spalten 18s ausgelesen und anschließend der Abstand zwischen denjenigen lichtempfindlichen Zellen 18 einer Zeile 18z ermittelt, der ein Maß für den geometrischen Abstand zweier vom Lichtstrahl 9 erfasster hintereinander liegender Objekte innerhalb des tunnelartigen Hohlraums 4 darstellt.
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Anders ausgedrückt wird beispielsweise bei der in 2 gezeigten unteren Anordnung von Laser 8 und optischem Detektor 14 der vom Fremdkörper 26 reflektierte strichförmige Teilbereich des linienartigen Bereichs 10 als ein linienartiger Lichtfleck 30a auf den lichtempfindlichen Zellen 18 des Flächensensors 16 abgebildet, der gegenüber dem linienartigen Lichtfleck 30b eines weiter hinten liegenden Abstandshalters 24c um einen Abstand A versetzt ist, welcher in 2 aus darstellungstechnischen Gründen deutlich übertrieben eingezeichnet ist.
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Durch sukzessives Weiterrotieren und Vermessen der Abstände zwischen den jeweils vom reflektierten Lichtstrahl 12 beleuchteten lichtempfindlichen Zellen 18 des Flächensensors 16 bestimmt die elektronische Auswerteinrichtung 20 ein Höhenlinienprofil 32 für den betreffenden Hohlraum 4, welches im Falle des in 3a gezeigten ordnungsgemäßen Höhenlinienprofils im Wesentlichen mit einem abgespeicherten Soll-Höhenlinienprofil 32s übereinstimmt.
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Bei den dargestellten Höhenlinienprofilen 32 von 3a und 3b entsprechen den heller schraffierten Bereichen Flächen innerhalb des Hohlraums 4, die – in Richtung des einfallenden Lichtstrahl 9 betrachtet – näher am Laser 8 angeordnet sind; wohingegen den dunkler schraffierten Bereichen Flächen entsprechen, die weiter entfernt vom Laser 8 liegen.
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Sofern sich im Hohlraum 4 ein Fremdkörper 26 befindet, wie er beispielhaft in 2 gezeigt ist, ergibt sich ein beispielhaft in 3b gezeigtes Höhenlinienprofil 32f, das in einem Teilbereich 34 durch den Fremdkörper 26 verändert ist.
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Durch Vergleichen des für einen Hohlraum 4 aufgenommenen Höhenlinienprofils 32 mit einem abgespeicherten Soll-Höhenlinienprofil 32s ermittelt die elektronische Auswerteinrichtung 20, ob das aufgenommen Höhenlinienprofil z. B. einen Teilbereich 34 aufweist, der auf einen Einschluss oder einen Fremdkörper 26 innerhalb des Hohlraums 4 hindeutet, um in diesem Falle z. B. über eine in den Figuren nicht näher gezeigte Weiche die Bremsscheibe 2 auszusortieren.
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Der Vergleich der aufgenommen Höhenlinienprofile 32 mit dem Soll-Höhenlinienprofil 32s erfolgt dabei bevorzugt nach einer Umrechnung der aufgenommenen Höhenlinienprofile 32 in entsprechende Graustufenwerte oder auch Farbwerte durch Differenzbildung, wobei die Höhenlinienprofile 32 anschließend mit Hilfe bekannter Bildverarbeitungssoftware, bzw. Bildanalysesoftware vorzugsweise bereichsweise mit dem in entsprechende Graustufenwerte und/oder Farbwerte umgerechneten Soll-Höhenlinienprofils 32s verglichen werden.
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Wie weiterhin in der Darstellung von 2 gezeigt ist, kann zur Erhöhung der Auflösung bei der Überprüfung des tunnelartigen Hohlraums 4 wenigstens eine weitere erfindungsgemäße Anordnung 1' zum Einsatz gelangen, die bevorzugt unter Verwendung des gleichen Triangulationswinkels α zwischen Laser 8 und optischer Achse 13 des Detektors 14 in einem anderen Winkel β2 zum tunnelartigen Hohlraum 4 angeordnet ist, als die im Winkel β1 angeordnete – in 2 unten liegende – Anordnung 1. Der Winkel β ist bei den beiden erfindungsgemäßen Anordnungen 1 und 1' beispielhaft als Winkel zwischen der Tangente an die äußere Randfläche der Bremsscheibe 2 und dem einfallenden Lichtstrahl 9 definiert.
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Durch diese erfindungsgemäße räumliche Positionierung von zwei erfindungsgemäßen Anordnungen 1 und 1', die beispielsweise auch auf einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe 2 angeordnet sein können, lassen sich insbesondere bei bogenförmig oder sichelförmig verlaufenden Hohlräumen 4, wie sie bei der Bremsscheibe 2 von 2 gezeigt sind, auch Bereiche überprüfen, die bei einer Inspektion unter lediglich einem Winkel β vom einfallenden Lichtstrahl 9, bzw. vom optischen Detektor 14 aus geometrischen Gründen nicht mehr erfasst werden, und die demgemäß zu nicht erfassten Bereichen im Höhenlinienprofil 32 führen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- erfindungsgemäße Anordnung
- 1'
- weitere erfindungsgemäße Anordnung
- 2
- Bremsscheibe
- 4
- tunnelartiger Hohlraum
- 6
- Öffnung
- 8
- Laser
- 9
- Lichtstrahl
- 10
- linienartiger Bereich
- 12
- reflektiertes Licht
- 13
- optische Achse
- 14
- optischer Detektor
- 14a
- Objektiv
- 16
- Flächensensor
- 18
- lichtempfindliche Zelle
- 18s
- Spalten des Flächensensors
- 18z
- Zeilen des Flächensensors
- 20
- elektronische Auswerteinrichtung
- 22
- Schnittpunkt
- 24a
- Abstandshalter
- 24b
- Abstandshalter
- 24c
- Abstandshalter
- 26
- Fremdkörper
- 30a
- linienartiger Lichtfleck des Fremdkörpers
- 30b
- linienartiger Lichtfleck des Abstandshalters 24c
- 32
- Höhenlinienprofil
- 32s
- Soll-Höhenlinienprofil
- 32f
- fehlerbehaftetes Höhenlinienprofil
- 34
- Teilbereich
- A
- Abstand zwischen linienartigem Lichtfleck 30a und 30b auf dem Flächensensor
- α
- Triangulationswinkel
- β1
- Winkel
- β2
- Winkel
