DE102007053993A1 - Method and device for tool measurement - Google Patents

Method and device for tool measurement Download PDF

Info

Publication number
DE102007053993A1
DE102007053993A1 DE102007053993A DE102007053993A DE102007053993A1 DE 102007053993 A1 DE102007053993 A1 DE 102007053993A1 DE 102007053993 A DE102007053993 A DE 102007053993A DE 102007053993 A DE102007053993 A DE 102007053993A DE 102007053993 A1 DE102007053993 A1 DE 102007053993A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
image
rotation
images
cutting edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102007053993A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102007053993B4 (en
Inventor
Thomas Weske
Rodcvich Dürselen
Wolfhard Bohm
Uwe Nehse
Marco BÜCHNER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Carl Mahr Holding GmbH
Original Assignee
Carl Mahr Holding GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Mahr Holding GmbH filed Critical Carl Mahr Holding GmbH
Priority to DE102007053993A priority Critical patent/DE102007053993B4/en
Priority to PCT/EP2008/007221 priority patent/WO2009036886A1/en
Publication of DE102007053993A1 publication Critical patent/DE102007053993A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102007053993B4 publication Critical patent/DE102007053993B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool
    • B23Q17/0904Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool before or after machining
    • B23Q17/0919Arrangements for measuring or adjusting cutting-tool geometry in presetting devices
    • B23Q17/0938Cutting angles of drills
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Abstract

Zur Vermessung von Werkzeugen (2), insbesondere deren Schneidkanten (3, 4, 5), wird das Fahrzeug mit einer Kamera aufgenommen, die eine Fokusebene (14) und geringe Schärfentiefe aufweist. Während das Werkzeug gedreht wird, werden Bilder aufgenommen, aus denen dann die Daten der Schneidkante extrahiert werden.For measuring tools (2), in particular their cutting edges (3, 4, 5), the vehicle is taken with a camera having a focal plane (14) and shallow depth of field. As the tool is rotated, images are taken to extract the data from the cutting edge.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur schnellen und präzisen Vermessung von Schneidkanten von Werkzeugen wie Bohrern, Stufenbohrer, Fräsern, Wälzfräsern, Gewindeschneidern oder ähnlichem.The The invention relates to a method and a device for fast and precise measurement of cutting edges of tools such as drills, step drills, milling cutters, hobs, Taps or similar.

Es ist häufig erforderlich, Werkzeuge zur spanenden Werkstückbearbeitung hinsichtlich ausgewählter Parameter zu vermessen. Beispielsweise kann es gewünscht sein, den von einem Werkzeug erzeugten wirksamen Durchmesser zu bestimmen. Dazu schlägt die DE 199 27 496 A1 eine Messeinrichtung vor, bei der das Werkzeug in den Strahlengang zwischen eine Beleuchtungseinrichtung und eine Bildaufnahmeeinrichtung gebracht wird. Der Schattenwurf des Werkzeugs wird von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen. Die Bildaufnahmeeinrichtung hat einen Schärfentiefenbereich ≥ 10 mm. Bei drehendem Werkzeug wird eine Folge von Einzelbildern aufgenommen. Es werden dann in der Bildfolge die Konturmaxima bestimmt, so dass letztendlich eine Hüllkurve ermittelt wird, die die jeweiligen Durchmesser an verschiedenen Axialpositionen des Werkzeugs abbildet.It is often necessary to measure tools for cutting workpiece machining with regard to selected parameters. For example, it may be desired to determine the effective diameter generated by a tool. This suggests the DE 199 27 496 A1 a measuring device, in which the tool is brought into the beam path between a lighting device and an image pickup device. The shadow cast of the tool is picked up by the image capture device. The image pickup device has a depth of field range ≥ 10 mm. When the tool rotates, a sequence of still images is recorded. The contour maxima are then determined in the image sequence so that finally an envelope is determined which maps the respective diameters at different axial positions of the tool.

Zwar lässt sich mit diesem Verfahren die Kontur eines Werkzeugs herausfinden, jedoch lassen sich auf Basis dieser Daten bestimmte Bearbeitungen an dem Werkzeug nicht durchführen. Insbesondere liefert dieses Verfahren keine Information über den genauen Schneidkantenverlauf sondern lediglich über den Radius der Schneide. Informationen über den jeweiligen Winkel eines Schneidenpunkts bezüglich der Werkzeugachse ge hen dabei verloren.Though This method can be used to define the contour of a tool find out, however, can be determined on the basis of this data certain Do not perform machining on the tool. Especially This method does not provide information about the exact Cutting edge course but only over the radius the cutting edge. Information about the respective angle a cutting point with respect to the tool axis hen hen lost.

Weiter sind z. B. aus der US-PS 5 151 609 wie auch aus der DE 10 2004 047 928 A1 Messverfahren bekannt, die ein dreidimensionales Höhenprofil von räumlich ausgebildeten Werkstücken mit Hilfe einer Kamera aufnehmen, die eine scharf definierte Fokusebene aufweist. Durch Verstellung des Abstands zwischen der Kamera und dem dreidimensionalen Messobjekt, beispielsweise durch Bewegung der Kamera oder des Messobjekts werden Bilder erhalten, die jeweils nur den in der Fokusebene liegenden Teil des Messobjekts scharf abbilden. Aus den durch Abstandsverstellung von Kamera und Messobjekt nacheinander erhaltenen Bildern lassen sich dann die X-Y-Z-Positionen der einzelnen, jeweils scharf abgebildeten Teile des Messobjekts bestimmen.Next z. B. from the U.S. Patent 5,151,609 as well as from the DE 10 2004 047 928 A1 Measuring method known that record a three-dimensional height profile of spatially trained workpieces using a camera having a sharply defined focal plane. By adjusting the distance between the camera and the three-dimensional measurement object, for example by moving the camera or the measurement object, images are obtained which in each case focus only on the part of the measurement object lying in the focal plane. The XYZ positions of the individual, sharply imaged parts of the measurement object can then be determined from the images successively obtained by adjusting the distance between the camera and the measurement object.

Solche Verfahren eignen sich zur Aufnahme des Höhenprofils dreidimensionaler hinterschneidungsfreier Objekte, nicht aber unmittelbar zur Vermessung von Fräsern, Bohrern oder dergleichen.Such Methods are suitable for recording the height profile of three-dimensional non-intersecting objects, but not directly for surveying of milling cutters, drills or the like.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren wie auch eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem sich Werkzeugschneiden einfach, präzise und schnell vermessen lassen.From that Based on the object of the invention, a method as well as a To create a device that makes cutting tools simple, precise and let it measure quickly.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 wie auch mit der Vorrichtung nach Anspruch 11 gelöst:
Gemäß der Erfindung wird zur Vermessung des Werkzeugs eine Drehpositioniervorrichtung genutzt, mit der sich das Werkzeug kontrolliert um seine Drehachse drehen lässt, wobei die einzelnen Winkelpositionen von einem entsprechenden Winkelaufnehmer erfasst werden und gegebenenfalls als Messwerte zur Verfügung stehen. Zur Vermessung dient des Weiteren eine Bildaufnahmeeinrichtung, beispielsweise in Gestalt einer Kamera, deren Optik eine Fokusebene festlegt, wobei nur innerhalb der Fokusebene liegende Objektteile scharf und alle anderen Objektteile unscharf und nur in ihrer Projektion in die Fokusebene abgebildet werden. Die Fokusebene ist genau genommen von einem ebenen in Richtung der optischen Achse der Kamera äußerst kurzen und somit nahezu flächenhaften Raumbereich umgeben, innerhalb dessen eine scharfe Abbildung erhalten wird. Die Schärfentiefe in Richtung der optischen Achse, d. h. in Z-Richtung, beträgt vorzugsweise weniger als 1 mm, vorzugsweise einige 100 μm.
This object is achieved by the method according to claim 1 as well as with the device according to claim 11:
According to the invention, a rotary positioning device is used to measure the tool, with which the tool can be controlled to rotate about its axis of rotation, wherein the individual angular positions are detected by a corresponding Winkelaufnehmer and optionally available as measured values. For measuring further serves an image pickup device, for example in the form of a camera whose optics defines a focal plane, only lying within the focal plane object parts are sharp and all other object parts are blurred and mapped only in their projection in the focal plane. Strictly speaking, the focus plane is surrounded by a plane space area, which is extremely short and thus almost planar in the direction of the optical axis of the camera, within which a sharp image is obtained. The depth of field in the direction of the optical axis, ie in the Z direction, is preferably less than 1 mm, preferably a few 100 μm.

Zur Messung werden das Werkzeug und die Bildaufnahmeeinrichtung so in Bezug aufeinander eingestellt, dass die Drehachse des Werkzeugs in der Fokusebene liegt. Bei sehr kleinen Werkzeugen, deren Durchmesser geringer ist als das Objektfeld der Bildaufnahmeeinrichtung, kann die Drehachse die optische Achse der Bildaufnahmeeinrichtung (Z-Achse) schneiden. Die Bildaufnahmeeinrichtung nimmt somit zwei einander um 180° gegenüber liegende Umfangsabschnitte des Werkzeugs gleichzeitig auf. In diesem Fall muss das Werkzeug zur Messung um lediglich 180° gedreht werden. Ansonsten werden die Drehachse des Werkzeugs und die optische Achse so gegeneinander versetzt, dass der im Bild erscheinende Rand des Werkzeugs etwa mittig oder gegebenenfalls auch an anderer Stelle im Bild liegt. In diesem Fall wird das Werkzeug zur Durchführung der Messung um (vorzugsweise genau) 360° gedreht.to Measurement will be the tool and the image capture device so in Reference to each other set that the axis of rotation of the tool lies in the focal plane. For very small tools whose diameter is less than the object field of the image pickup device, can the rotation axis the optical axis of the image recording device (Z-axis) to cut. The image pickup device thus takes two each other 180 ° opposite peripheral portions of the Tool at the same time. In this case, the tool must be for Measurement can be rotated by only 180 °. Otherwise will be the axis of rotation of the tool and the optical axis against each other offset the edge of the tool appearing in the picture approximately in the middle or, if appropriate, elsewhere in the picture. In this case, the tool becomes the measurement rotated by (preferably exactly) 360 °.

Im Messdurchlauf werden während der Drehung des Werkzeugs fortwährend Bilder aufgenommen, so dass eine erste Gruppe von Bildern entsteht. Diese sind beispielsweise in Winkelabständen von einem Grad aufgenommen. Damit hat die Bildaufnahmeeinrichtung eine erste Gruppe von Bildern von einem ersten Umfangsabschnitt erzeugt und speichert diese ab. Der Messdurchlauf wird fortgesetzt, indem das Werkzeug und die Bildaufnahmeeinrichtung in Richtung der Drehachse des Werkzeugs, optional unter Berücksichtigung einer Taumelvorkorrektur, so in Bezug aufeinander verstellt werden, dass die Bildaufnahmerichtung den nächsten anschließenden Umfangsabschnitt des Werkzeugs sieht. Wiederum wird bei Drehung des Werkzeugs eine Gruppe von Bildern, nunmehr die zweite Gruppe aufgenommen. Dieser Vorgang wird so lange fortgesetzt, bis Bilder von dem gesamten Werkzeug aufgenommen sind. Zugleich oder danach findet eine Datenverarbeitung statt. In dieser werden in den Bildern jeder Gruppe die abgebildeten Schneidkanten ermittelt. Lediglich dem scharf abgebildeten Teil der Schneidkante wird der aktuelle Drehwinkel zugeordnet. Außerdem können durch Bildverarbeitungsroutinen, beispielsweise Kantenfinderroutinen, die in der Bildebene zu messenden X- und Y-Werte der Schneidkante bestimmt und diesem Drehwinkel zugeordnet werden. Das erhaltene Wertetripel (X, Y und Z) wird abgespeichert. Die aneinander anschließenden Wertetripel bilden jeweils einen Datensatz, der eine Schneidkante definiert.In the sweep, images are continuously taken during the rotation of the tool, resulting in a first group of images. These are recorded, for example, at angular intervals of one degree. Thus, the image pickup device has generated and stores a first group of images from a first peripheral portion. The measuring run is continued by adjusting the tool and the image recording device in the direction of the rotation axis of the tool, optionally taking into consideration a wobble pre-correction, in relation to one another the image pickup direction sees the next subsequent peripheral portion of the tool. Again, as the tool rotates, it captures a group of images, now the second group. This process continues until pictures are taken of the entire tool. At the same time or after that, data processing takes place. In this, the imaged cutting edges are determined in the images of each group. Only the sharp part of the cutting edge is assigned the current rotation angle. In addition, by image processing routines, such as edge finder routines, the X and Y values of the cutting edge to be measured in the image plane can be determined and assigned to this rotation angle. The obtained value triplet (X, Y and Z) is stored. The adjoining value triples each form a data set that defines a cutting edge.

Auf diese Weise werden alle Schneidkanten des Werkzeugs aufgefunden und vermessen. Pro Schneidkante kann ein Datensatz erzeugt werden, der als Grundlage für eine weitere Bearbeitung des Werkzeugs, beispielsweise einen Schleifvorgang oder dergleichen dienen kann.On In this way, all cutting edges of the tool are found and measure. Per cutting edge, a record can be generated, the as a basis for further processing of the tool, For example, a grinding process or the like can serve.

Das erläuterte Verfahren kann mit Weiterbildungen und Abwandlungen ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Werkzeug bei dem Messdurchlauf kontinuierlich oder auch in Schritten gedreht werden. Des Weiteren ist es zwar nicht zwingend aber vorteilhaft, wenn die Bilder der Umfangsabschnitte überlappungsfrei aneinander anschließen. Somit werden Datenredundanzen vermieden.The explained method can with refinements and modifications be executed. For example, the tool at the measurement run continuously or in steps rotated become. Furthermore, although it is not mandatory but advantageous, if the pictures of the peripheral sections overlap connect to each other. Thus, data redundancies are avoided.

Weiter kann es vorteilhaft sein, in der erhaltenen Da tenmenge sorgfältige Filterungen vorzunehmen. Beispielsweise kann es im Einzelfall möglich sein, dass Schneidkanten nicht allein anhand des Kriteriums „Schärfe" zu erkennen sind. Auch andere Teile eines Werkzeugs, beispielsweise zylindrische oder teilzylindrische Abschnitte, können eine scharfe Abbildung hervorrufen. Hier können zwei Kriterien angewandt werden, um solche Abschnitte von Schneidkanten zu unterscheiden.Further it may be advantageous in the resulting data quantity to be meticulous Make filterings. For example, it may be possible in individual cases that cutting edges are not based solely on the criterion "sharpness" can be seen. Also other parts of a tool, for example cylindrical or partially cylindrical sections, one can cause sharp picture. Here are two criteria be applied to distinguish such portions of cutting edges.

Ein erstes Kriterium liegt darin, dass Schneidkanten, zumindest sofern sie eine Schraubenform, d. h. Steigung haben, nur in demjenigen Teil scharf abgebildet sind, der die Fokusebene durchsticht. Benachbarte Bereiche sind unscharf. Das Datenfilter muss in diesem Fall längere zusammenhängende scharf abgebildete Bildteile verwerfen. Es werden dann nur solche scharf abgebildeten Bildteile dem Datensatz der Schneidkante zugeordnet, die im aktuellen Bild lediglich einen kurzen Kantenabschnitt darstellen. Es kann ein oberer Grenzwert für die Länge des scharfen Bildbereichs festgelegt werden. Es kann zusätzlich das Kriterium vorgesehen werden, dass der scharf abgebildete kurze Kantenabschnitt in dem Vorgängerbild bzw. Nachfolgerbild der aufgenommenen Bilderfolge an den scharfen Abschnitt des aktuellen Bilds (lückenlos) anschließt. Mit anderen Worten, das Filter ordnet dem Schneidkantendatensatz nur solche scharfen Bildteile zu, die sich bei Drehung des Werkzeugs durch das Bild bewegen.One The first criterion is that cutting edges, at least so far they have a helical shape, d. H. Have slope, only in one Part are shown sharp, piercing the focal plane. neighboring Areas are out of focus. The data filter must be longer in this case discard contiguous sharply displayed image parts. It will then only such sharply imaged image parts the record assigned to the cutting edge, in the current image, only one represent short edge section. It can be an upper limit fixed for the length of the sharp image area become. In addition, the criterion can be provided that the sharp imaged short edge portion in the previous image or successor image of the recorded image sequence to the sharp Section of the current image (gapless) connects. In other words, the filter maps the cutting edge data set only those sharp parts of the picture, which become with rotation of the tool move through the picture.

Bei Werkzeugen deren Schneidkanten axial verlaufen versagt dieses Kriterium aber. Hier kann aber, wie bereits im vorgenannten Falle auch, zusätzlich oder auch allein ein zweites stärkeres Kriterium angewandt werden. Dieses Kriterium bzw. Filter verwirft alle Bildteile, die über einen Drehwinkelbereich hinweg scharf abgebildet werden, der einen Grenzwert überschreitet. Dieser Grenzwert kann beispielsweise Bruchteile eines Grads oder mehrere Grad betragen.at Tools whose cutting edges run axially fails this criterion but. Here, however, as in the aforementioned case also, in addition or even a second stronger criterion applied become. This criterion or filter rejects all parts of the picture that are over a rotation angle range can be shown sharply, the one Exceeds limit. This limit can be, for example Fractions of a degree or several degrees.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung. Diese beschränkt sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung offenbart weitere Einzelheiten und ist ergänzend heranzuziehen.Further Details of the invention will become apparent from the description. These is limited to essential aspects of the invention and other conditions. The drawing discloses further details and is to be used additionally.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Messeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens in schematischer Seitenansicht, 1 a measuring device for carrying out the measuring method according to the invention in a schematic side view,

2 geometrische Verhältnisse bei der Durchführung der Messung an dem Werkzeug in schematischer Darstellung, 2 geometric relationships in the implementation of the measurement on the tool in a schematic representation,

3 und 4 von der Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommene Bilder in übertriebener Prinzipdarstellung, 3 and 4 Pictures taken by the image recording device in exaggerated schematic representation,

5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des zu der Messung gehörigen Datenverarbeitungsvorgangs und 5 a block diagram illustrating the data processing operation associated with the measurement and

6 aufgenommene Bilder mit Fokusfenster zur Veranschaulichung des Messverfahrens. 6 taken pictures with focus window to illustrate the measurement method.

In 1 ist eine Messvorrichtung 1 veranschaulicht, die zur optischen Vermessung eines Werkzeugs 2 dient. Das Werkzeug 2 kann ein Bohrer, Fräser oder ein ähnliches Werkzeug sein. Es weist ein oder vorzugsweise mehrere Umfangsschneiden 3, 4, 5 auf. Diese können parallel zu einer von dem Werkzeug 2 festgelegten Drehachse 6 angeordnet oder, wie dargestellt, unter einem Steigungswinkel sein, so dass sie beispielsweise Schraubenform haben. Das Werkzeug 2 kann ein Fräswerkzeug, ein Bohrer, ein Stufenbohrer oder ein sonstiges, zur spanenden Werkstückbearbeitung eingerichtetes Schneidkanten aufweisendes Werkzeug sein.In 1 is a measuring device 1 illustrated for optical measurement of a tool 2 serves. The tool 2 can be a drill, cutter or similar tool. It has one or preferably a plurality of peripheral cutting edges 3 . 4 . 5 on. These can be parallel to one of the tool 2 fixed axis of rotation 6 arranged or, as shown, be at a pitch angle, so that they have, for example, helical shape. The tool 2 may be a milling tool, a drill, a step drill or other, arranged for cutting workpiece machining cutting edges having tool.

Zu der Messvorrichtung 1 gehört eine Aufnahme 7, 8 für das Werkzeug 2, wobei die Aufnahme 7, 8 dazu eingerichtet ist, das Werkzeug 2 aufzunehmen und präzise zu positionieren. Insbesondere kann die Aufnahme das Werkzeug 2 in definierte Drehpositionen um seine Drehachse 6 bewegen und dort halten. Außerdem ist die Aufnahme 7 mit einer Antriebseinrichtung verbunden und einem Winkelgeber versehen, um das Werkzeug 2 einerseits definiert zu drehen und andererseits dabei die Drehpositionen in Messwerte umzusetzen.To the measuring device 1 heard a recording 7 . 8th for the tool 2 , where the recording 7 . 8th is set up to use the tool 2 pick up and position precisely. In particular, the recording can be the tool 2 in defined rotational positions about its axis of rotation 6 move and hold there. In addition, the recording 7 connected to a drive device and provided an angle encoder to the tool 2 On the one hand defined to rotate and on the other hand to implement the rotational positions in measured values.

Die Messvorrichtung 1 weist außerdem eine Bildaufnahmeeinrichtung 9, beispielsweise in Gestalt einer Kamera 10 mit einem Objektiv 11 auf, dessen optische Achse 12 im vorliegenden Fall vertikal orientiert ist und mit der Z-Achse übereinstimmt. Jedoch muss die optische Achse nicht zwangsläufig senkrecht auf der xy-Ebene stehen. Sie ist z. B. bei Wälzfräsern, Gewindeschneidern und dergleichen gegen die z-Richtung geneigt. Das Objektiv 11 ist dem Werkzeug 2 zugewandt und schaut vorzugsweise auf die Spanfläche. An der anderen Seite des Werkzeugs 2 liegt eine Beleuchtungseinrichtung 13. Diese liegt vorzugsweise vollständig in dem Sichtfeld der Kamera 10, das teilweise von dem Prüfling und Werkzeug 2 versperrt wird.The measuring device 1 also has an image pickup device 9 , for example in the form of a camera 10 with a lens 11 on, its optical axis 12 is vertically oriented in the present case and coincides with the Z-axis. However, the optical axis does not necessarily have to be perpendicular to the xy plane. It is z. B. inclined in hobs, taps and the like against the z-direction. The objective 11 is the tool 2 facing and preferably looks at the chip surface. On the other side of the tool 2 is a lighting device 13 , This is preferably completely in the field of view of the camera 10 that partly from the examinee and tool 2 is blocked.

Die Beleuchtungseinrichtung 13 ist zusammen mit der Bildaufnahmeeinrichtung 9 in X-Richtung beweglich, die parallel zu der Drehachse 6 und vorzugsweise horizontal festgelegt ist. Außerdem ist die Bildaufnahmeeinrichtung 9 z. B. in Z-Richtung rechtwinklig zu der X-Achse vertikal verstellbar. Bedarfweise kann sie auch in Y-Richtung verstellbar sein, wobei die Y-Richtung eine rechtwinklig zu der Z-Achse und der Drehachse orientierte Horizontalrichtung ist. Es versteht sich, dass die Achsen bei gleicher Relativausrichtung räumlich anders ausgerichtet sein können; z. B. kann die x-Achse vertikal orientiert sein.The lighting device 13 is together with the image capture device 9 movable in the X direction parallel to the axis of rotation 6 and preferably set horizontally. In addition, the image pickup device is 9 z. B. in the Z direction perpendicular to the X-axis vertically adjustable. If desired, it may also be adjustable in the Y direction, the Y direction being a horizontal direction oriented at right angles to the Z axis and the axis of rotation. It is understood that the axes can be spatially differently aligned with the same relative orientation; z. For example, the x-axis may be oriented vertically.

Das Objektiv 11 der Bildaufnahmeeinrichtung 9 ist so beschaffen, dass es eine Fokusebene 14 festlegt. Alle innerhalb der Fokusebene 14 liegenden Strukturen werden scharf abgebildet. Alle außerhalb der Fokusebene 14 liegenden Strukturen werden nicht scharf und nur als Projektion abgebildet. Die Unschärfe nimmt dabei vorzugsweise schon wenige 100 Mikrometer von der Fokusebene 14 entfernt derart zu, dass die betreffenden Bildteile durch automatische Kontrastmessung eindeutig als unscharf qualifizierbar sind. Die Schärfentiefe kann auf wenige 10 μm beschränkt sein.The objective 11 the image pickup device 9 is such that it is a focal plane 14 sets. All within the focal plane 14 lying structures are shown sharply. All outside the focal plane 14 lying structures are not sharp and only shown as a projection. The blur preferably takes only a few 100 microns from the focal plane 14 removed in such a way that the relevant image parts are clearly qualified as blurred by automatic contrast measurement. The depth of field may be limited to a few 10 μm.

An die Bildaufnahmeeinrichtung 9 ist eine Bildverarbeitungseinrichtung angeschlossen, die die von der Bildaufnahmeeinrichtung 9 gelieferten Bilder analysiert und aus diesen die Schneidkanten 3, 4, 5 extrahiert sowie punktweise vermisst. Dies geht folgendermaßen:
Es wird auf 2 verwiesen. Das dort dargestellte Werkzeug 2 weist mehrere, z. B. zwei Schneidkanten 3, 4 auf, die sich unmittelbar an Spanräume 15, 16 anschließen. Zur Vermessung wird zunächst die Fokusebene 14 der Bildaufnahmeeinrichtung 9 präzise auf die Drehachse 6 eingestellt, so dass die Drehachse 6 in der Fokusebene 14 verläuft. Dazu wird beispielsweise eine entsprechende Lehre benutzt, die von den Aufnahmen 7, 8 aufgenommen wird und die eine scharfe Kante auf der Drehachse 6 oder parallel zu dieser aufweist. Ist die Vorrichtung 1 insoweit einjustiert, wird das Werkzeug 2 von den Aufnahmen 7, 8 aufgenommen. Die Bildaufnahmeeinrichtung 9 wird nun beispielsweise so positioniert, dass sie einen ersten Umfangsabschnitt 17 (1) aufnimmt.
To the image recording device 9 An image processing device, which is connected to the image recording device, is connected 9 analyzed images and from these the cutting edges 3 . 4 . 5 extracted and missing pointwise. This works as follows:
It will open 2 directed. The tool shown there 2 has several, z. B. two cutting edges 3 . 4 on, which directly adjoin chip spaces 15 . 16 connect. For measurement, the focal plane is first 14 the image pickup device 9 precisely on the axis of rotation 6 set so that the rotation axis 6 in the focal plane 14 runs. For this example, a corresponding doctrine is used by the recordings 7 . 8th is picked up and the one sharp edge on the axis of rotation 6 or parallel to this. Is the device 1 adjusted to that extent, becomes the tool 2 from the recordings 7 . 8th added. The image capture device 9 For example, it is now positioned to have a first peripheral portion 17 ( 1 ).

Die geometrischen Verhältnisse sind in 2 veranschaulicht. Das Werkzeug 2 wird nun beginnend von einer Anfangsdrehposition mit einer durch die Bildrate der Kamera und die Winkelauflösung begrenzten Geschwindigkeit um 360° um die Drehachse 6 gedreht. Dabei durchläuft z. B. zuerst die Schneidkante 3 und dann die Schneidkante 4 die Fokusebene 14. Während das Werkzeug 2 dreht, nimmt die Bildaufnahmeeinrichtung 9 fortwährend Bilder auf. Jedem Bild wird die aktuelle Drehposition des Werkzeugs 2 zugeordnet. Beispielsweise wird für jedes Grad oder bei feinerer gewünschter Winkelauflösung auch für jedes Zehntel Grad ein Bild aufgenommen. Dies ergibt für den Umfangsabschnitt 17 eine erste Gruppe 19 von Bildern, wie sie in 5 symbolisch veranschaulicht ist. Die Bilder der Gruppe 19 sind dabei jeweils Schattenrissbilder des Werkzeugs 2. Das Werkzeug 2 verdeckt einen Teil des zwischen der Beleuchtungseinrichtung 13 und dem Objektiv 11 gegebenen Strahlengangs gemäß 2.The geometric relationships are in 2 illustrated. The tool 2 is now starting from an initial rotational position with a speed limited by the frame rate of the camera and the angular resolution by 360 ° about the axis of rotation 6 turned. This z. B. first, the cutting edge 3 and then the cutting edge 4 the focal plane 14 , While the tool 2 turns, picks up the image capture device 9 constantly taking pictures. Each image becomes the current rotational position of the tool 2 assigned. For example, for each degree or at a finer desired angular resolution, an image is also taken for each tenth of a degree. This results for the peripheral portion 17 a first group 19 of pictures, as in 5 is symbolically illustrated. The pictures of the group 19 are each silhouettes of the tool 2 , The tool 2 covers part of the between the illumination device 13 and the lens 11 given beam path according to 2 ,

In jedem aufgenommenen Bild ist eine mehr oder minder scharfe Hell-Dunkel-Grenze zu sehen, die von dem Werkzeug 2 hervorgerufen wird. Diese Hell-Dunkel-Grenze kann von der Schneidkante 4 oder auch von anderen Teilen des Werkzeugs 2 herrühren. 3 veranschaulicht ein solches Bild des Bilderstapels 19. Die Schneidkante 4 markiert dort die Hell-Dunkel-Grenze, wobei in 3 der schraffierte Bereich den dunklen Bildbereich darstellt, in dem die Werkzeug 2 die Be leuchtungseinrichtung 3 abschattet.In each captured image, a more or less sharp cut-off line is seen by the tool 2 is caused. This cut-off may be from the cutting edge 4 or from other parts of the tool 2 originate. 3 illustrates such an image of the image stack 19 , The cutting edge 4 marked there the light-dark border, where in 3 the hatched area represents the dark picture area in which the tool 2 the lighting device 3 shades.

Die Schneidkante 4 liegt aufgrund ihres Steigungswinkels schräg zu der Fokusebene 14 und durchsticht diese in einem Punkt 20. Dort und in unmittelbarer Nachbarschaft ist die Schneidkante 4 scharf abgebildet. In den benachbarten Bereichen 21, 22 ist sie unscharf und in die xy-Ebene projiziert. Das Bild des Werkzeugs 2 weist gemäß 3 bei dem Drehwinkel ø1 sein Kontrastmaximum 20 an der Stelle X1, Y1 auf. Wird das Werkzeug 2 weiter gedreht, wandert das Kontrastmaximum 20, wie es 4 zeigt. Bei dem Drehwinkel øk hat es die Position Xk, Yk.The cutting edge 4 is due to their pitch angle obliquely to the focal plane 14 and pierces them in one point 20 , There and in the immediate vicinity is the cutting edge 4 sharply depicted. In the neighboring areas 21 . 22 it is out of focus and projected into the xy plane. The image of the tool 2 according to 3 at the rotation angle ø1 its contrast maximum 20 at the point X1, Y1. Will the tool 2 rotated further, the contrast maximum moves 20 , like it 4 shows. At the angle of rotation øk it has the position Xk, Yk.

Das Gleiche gilt entsprechend für eine weitere Gruppe Bilder 23, die in einem nachfolgenden Messvorgang an dem Umfangsabschnitt 18 aufgenommen worden ist.The same applies to another group of pictures 23 , which in a subsequent measuring operation on the peripheral portion 18 has been recorded.

Wie 5 veranschaulicht, liefert die Bildverarbeitungseinrichtung 1 somit zunächst eine Datenmenge 24, die für jeden Umfangsabschnitt 17, 18 (und gegebenenfalls weitere Umfangsabschnitte) Gruppen 19, 23 (gegebenenfalls weitere) von Bildern aufweist. In diesen Bildern finden sich weitgehend unscharfe Abbildungen des Werkzeugs 2, wobei jedes Bild ein oder mehrere Kontrastmaxima aufweist.As 5 illustrates, provides the image processing device 1 thus initially a dataset 24 for each peripheral section 17 . 18 (and possibly further peripheral sections) groups 19 . 23 (optionally further) of images. In these pictures are largely blurred illustrations of the tool 2 Each image has one or more contrast maxima.

In dem nun folgenden Post-Processing wird die Datenmenge 24 mit einem Filter 25 bearbeitet. Dieses extrahiert aus jedem Bild der Gruppen 19, 23 lediglich die scharf abgebildeten, d. h. hohen Kontrast aufweisenden Bildteile um den Punkt 20 herum. Die Vorgehensweise ist aus 6 ersichtlich. Kontrastmaxima werden aufgefunden, indem ein Fokusfenster in einer Suchrichtung durch das dem Winkel ø1 zugehörige Bild bewegt wird. Das Fokusfenster weist vorzugsweise eine Breite auf, die der Schärfentiefe entspricht. Damit wird einerseits vermieden, dass unscharfe Kantenbereiche in die Messung ein bezogen werden, was zu Messunsicherheiten führen würde. Andererseits ist das Messverfahren schnell, weil das Fokusfenster alle scharfen Bildteile erfasst. Die Messung der Schneidkante, d. h. die Ermittlung von X1 und Y1 und damit die Bestimmung des Datentripels {X1, Y1, ø1}, erfolgt (nur) im Fokusfenster, das somit zugleich das Messfenster ist.In the following post-processing, the amount of data becomes 24 with a filter 25 processed. This extracts from each image of the groups 19 . 23 only the sharply imaged, ie high contrast image parts around the point 20 around. The procedure is off 6 seen. Contrast maxima are found by moving a focus window in a search direction through the image associated with angle ø1. The focus window preferably has a width that corresponds to the depth of field. This avoids, on the one hand, that blurred edge areas are included in the measurement, which would lead to measurement uncertainties. On the other hand, the measurement process is fast because the focus window captures all sharp parts of the image. The measurement of the cutting edge, ie the determination of X1 and Y1 and thus the determination of the data triplet {X1, Y1, ø1}, takes place (only) in the focus window, which is thus at the same time the measurement window.

Aus den in den Messfenstern gewonnenen Daten aller Gruppen 19 von Bildern wird für jede gemessene Schneidkante jeweils ein Datensatz zusammengestellt. Die Schneidkante ist aus Schneidkantenabschnitten zusammengesetzt. Die Schneidkantenform kann optional rechnerisch geglättet werden. Außerdem kann die Winkelauflösung durch Interpolation erhöht werden. Zur Interpolation eignen sich Polynome, vorzugsweise 4. Grades und vorzugsweise über mehrere aufeinander folgende Bilder einer Gruppe.From the data obtained in the measurement windows of all groups 19 Images are combined for each measured cutting edge one record at a time. The cutting edge is composed of cutting edge sections. The cutting edge shape can optionally be smoothed by calculation. In addition, the angular resolution can be increased by interpolation. Polynomials, preferably of the 4th degree, and preferably over a plurality of successive images of a group, are suitable for the interpolation.

Optional kann anhand der aus einem Stapel gewonnenen Daten eine Schneidkantenextrapolation vorgenommen werden. Dies ermöglicht oder erleichtert die Verfolgung von Schneidkanten bei Übergang von einer Gruppe zu der nächsten anschließenden Gruppe. Dadurch können aus den Datensätzen, die aus den jeweiligen Gruppen 19, 20 erhalten worden sind, diejenigen Datensätze zusammengefasst werden, die zu einer Schneidkante gehören. Es ergeben sich Datensätze, die sich über mehrere Gruppen von Bildern erstreckende Schneidkanten beschreiben.Optionally, a cutting edge extrapolation can be made from the data obtained from a stack. This allows or facilitates tracking of cutting edges as they move from one group to the next subsequent group. This can be done from the records that come from the respective groups 19 . 20 have been obtained, those data sets are combined that belong to a cutting edge. This results in records describing cutting edges extending over several groups of images.

Sollte eine Schneidkante an einer bestimmten Stelle zwischen den axialen Enden des Messbereichs enden (oder anfangen), ändert sich die Zahl der bei einer Umdrehung erfassten Schneidkanten an einer bestimmten Stelle des Fokusfensters in einem Stapel von Bildern. Eine vollständige Schneidkantensuche kann solches feststellen. Vorzugsweise wird die vollständige Schneidkantensuche in einem Fokusfenster vorzugsweise an einem Bildende (oder -Anfang) durchgeführt.Should a cutting edge at a certain point between the axial Ends of the measuring range ends (or starts), changes the number of cutting edges detected at one revolution on one specific location of the focus window in a stack of images. A complete cutting edge search can detect such. Preferably, the complete cutting edge search in a focus window preferably at an end (or beginning) of a picture carried out.

Die Filterung der Daten (Erkennung Schneide/Nichtschneide) kann wie beschrieben anhand der Geometrie der Schneide oder anhand von Qualitätskennzahlen durchgeführt werden. Die Qualitätskennzahlen sind z. B. ein Schärfekriterium, das innerhalb jedes Bildes über die Fokusfenster hinweg verfolgt wird. Es kann alternativ auch an immer dem gleichen Fokusfenster durch mehrere oder alle Bilder eines Stapels verfolgt werden. Das Maximum (oder Minimum) der Qualitätskennzahl kennzeichnet die gültigen Messwerte der Schneide. Die hier genannten Maßnahmen können miteinander kombiniert werden.The Filtering the data (detection cutting edge / non-cutting edge) can be like described on the basis of the geometry of the cutting edge or on the basis of quality indicators be performed. The quality indicators are z. B. a sharpening criterion that within each picture on the focus window is tracked. It can alternatively also always the same focus window through multiple or all images of a stack be followed. The maximum (or minimum) of the quality score identifies the valid measured values of the cutting edge. This one These measures can be combined become.

Ergänzend oder alternativ kann bei der Zusammenstellung des Datensatzes geprüft werden, dass bzw. ob sich wenigstens der Wert Xk des Datentripels {Xk, Yk, øk} eines Bildes von dem Wert Xk des benachbarten Datentripels unterscheidet. Ist dies nicht der Fall liegt das Datentripel {Xk, Yk, øk} wahrscheinlich auf einer Kreiskontur und gehört somit nicht unmittelbar zu einer Schneidkante. Solche Datentripel können durch das Filter verworfen d. h. aus dem Datensatz entfernt werden.additional or alternatively, it may be checked at compilation of the record be that or at least the value Xk of the data triplet {Xk, Yk, øk} of an image of the value Xk of the adjacent one Distinguishes data triplets. If this is not the case, the data triplet is located {Xk, Yk, øk} probably on a circle outline and heard thus not directly to a cutting edge. Such data triples can be discarded by the filter d. H. from the record be removed.

Jeder Datensatz 27 bis 29 enthält die vollständige räumliche Definition jeder Schneidkante 3, 4, 5, kann optional rechnerischen Bearbeitungsschritten, zum Beispiel einer Taumelkorrektur, unterzogen werden und steht als Messergebnis für eine weitere Bearbeitung des Werkzeugs zu Verfügung.Every record 27 to 29 Contains the complete spatial definition of each cutting edge 3 . 4 . 5 , can optionally undergo arithmetic processing steps, for example, a wobble correction, and is available as a measurement result for further processing of the tool.

Das Filter 25 kann optional außerdem die zeitliche bzw. vom Drehwinkel øk (k = 1...n; für n Bilder) abhängige Veränderung der Schärfe der einzelnen Bildteile überwachen. Davon ausgehend kann sie diejenigen Bildteile aussortieren und verwerfen, deren Schärfe zwar hoch ist, sich aber über einen größeren Bereich des Drehwinkels ø nicht ändert. Als Bereichsobergrenze kann ein Drehwinkelwert ømax festgelegt wer den. Die verbleibenden scharf abgebildeten Teile der Bilder können durch eine räumliche Kantenfinderroutine in einem Modul 26 zu Ketten zusammen gefügt werden, die aus den Datentripeln {Xk, Yk, øk} bestehen und jeweils eine Schneidkante abbilden. Diese zu einer Schneidkante gehörigen Datensätze werden z. B. als Datensätze 27, 28, 29 ausgegeben.The filter 25 Optionally, it can also monitor the change in the sharpness of the individual parts of the image, which depends on the time or on the angle of rotation øk (k = 1 ... n; for n images). From this, it can sort out and discard those parts of the image whose sharpness is high, but does not change over a larger range of the rotation angle ø. As the upper range limit, a rotation angle value ømax can be defined. The remaining sharply-imaged parts of the images can be accessed through a spatial edge finder routine in a module 26 to chains are composed, consisting of the data triplets {Xk, Yk, øk} and each depict a cutting edge. These belonging to a cutting edge records are z. B. as records 27 . 28 . 29 output.

Zur Vermessung von Werkzeugen 2, insbesondere deren Schneidkanten 3, 4, 5, wird das Werkzeug mit einer Kamera aufgenommen, die eine Fokusebene 14 und geringe Schärfentiefe aufweist. Während das Werkzeug gedreht wird, werden Bilder aufgenommen, aus denen dann die Daten der Schneidkante extrahiert werden.For measuring tools 2 , especially in particular their cutting edges 3 . 4 . 5 , the tool is taken with a camera that has a focal plane 14 and shallow depth of field. As the tool is rotated, images are taken to extract the data from the cutting edge.

11
Messvorrichtungmeasuring device
22
WerkzeugTool
3, 4, 53, 4, 5
Schneidkantencutting edges
66
Drehachseaxis of rotation
7, 87, 8th
Aufnahmeadmission
99
BildaufnahmeeinrichtungImage recording device
1010
Kameracamera
1111
Objektivlens
1212
optische Achseoptical axis
1313
Beleuchtungseinrichtunglighting device
1414
Fokusebenefocal plane
15, 1615 16
Spanräumegullets
17, 1817 18
Umfangsabschnittperipheral portion
1919
Gruppegroup
2020
PunktPoint
21, 2221 22
Bereicheareas
2323
Gruppegroup
2424
Datenmengeamount of data
2525
Filterfilter
2626
Modulmodule
27, 28, 2927 28, 29
Datensatzrecord

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 19927496 A1 [0002] DE 19927496 A1 [0002]
  • - US 5151609 [0004] US 5151609 [0004]
  • - DE 102004047928 A1 [0004] DE 102004047928 A1 [0004]

Claims (11)

Verfahren zur Vermessung von Werkzeugschneiden (3, 4, 5), bei dem in einem Messdurchlauf: a) ein Werkzeug (2), das wenigstens eine Umfangsschneide (3) aufweist, in einer Drehpositioniervorrichtung (7, 8) so angeordnet wird, dass seine Drehachse (6) in der Fokusebene (14) einer Bildaufnahmeeinrichtung (9) liegt, b) wobei die Bildaufnahmeeinrichtung (9) an einem ersten Umfangsabschnitt (17) des Werkzeugs (2) so angeordnet wird, dass das Werkzeug (2) nur einen Teil des Bildfelds der Bildaufnahmeeinrichtung (9) ausfüllt, c) das Werkzeug (2) unter unveränderter Beibehaltung des Abstandes zwischen der Bildaufnahmeeinrichtung (9) und der Drehachse (6) des Werkzeug (2) um einen festgelegten Winkel von zumindest 180° um seine Drehachse (6) gedreht wird, um alle in dem Umfangsabschnitt (17) vorhandenen Schneidkanten (3) wenigstens einmal durch die Fokusebene (14) zu bewegen, d) während der Drehung des Werkzeugs (2) eine Gruppe (19) von Bildern aufgenommen und diesen der jeweilige Wert des Drehwinkels (ø) zugeordnet wird, den das Werkzeug (2) bei der Aufnahme des jeweiligen Bildes aufweist, e) nach der Drehung die Bildaufnahmeeinrichtung (9) und das Werkzeug (2) in Bezug aufeinander in Richtung der Drehachse (6) so zueinander verstellt werden, dass die Bildaufnahmeeinrichtung (9) auf einen anderen Umfangsabschnitt (18) gerichtet ist, f) die Schritte c) und d) wiederholt werden, bis für alle interessierenden Umfangsabschnitte (17, 18) jeweils eine Gruppe (19, 23) von Bildern aufgenommen worden sind, und bei dem in einem Datenverarbeitungsvorgang: g) in den Bildern jeder Gruppe (19, 23) abgebildete Schneidkanten (3, 4, 5) ermittelt und dem in der Fokusebene (14) liegenden und somit scharf abgebildeten Teil (20) der Schneidkante (3, 4, 5) jeweils der dem Bild zugeordnete Wert des Drehwinkels (ø) und zugeordnet und für diesen Teil (20) der Schneidkante (3, 4, 5) durch Bildverarbeitung bestimmte, in der Fokusebene (14) liegende Werte (x, y) zugeordnet werden.Method for measuring tool cutting edges ( 3 . 4 . 5 ), in which in a measuring run: a) a tool ( 2 ), the at least one peripheral cutting edge ( 3 ), in a rotary positioning device ( 7 . 8th ) is arranged so that its axis of rotation ( 6 ) in the focal plane ( 14 ) an image recording device ( 9 b) the image recording device ( 9 ) at a first peripheral portion ( 17 ) of the tool ( 2 ) is arranged so that the tool ( 2 ) only a part of the image field of the image recording device ( 9 ), c) the tool ( 2 ) while maintaining the distance between the image recording device ( 9 ) and the axis of rotation ( 6 ) of the tool ( 2 ) by a fixed angle of at least 180 ° about its axis of rotation ( 6 ) is rotated to all in the peripheral portion ( 17 ) existing cutting edges ( 3 ) at least once through the focal plane ( 14 ) d) during the rotation of the tool ( 2 ) a group ( 19 ) of images and to which the respective value of the rotation angle (ø) is assigned, which the tool ( 2 ) when taking the respective image, e) after the rotation, the image recording device ( 9 ) and the tool ( 2 ) with respect to each other in the direction of the axis of rotation ( 6 ) are adjusted to one another such that the image recording device ( 9 ) to another peripheral section ( 18 f) steps c) and d) are repeated until, for all circumferential sections of interest ( 17 . 18 ) one group each ( 19 . 23 ) of images and in a data processing operation: g) in the images of each group ( 19 . 23 ) illustrated cutting edges ( 3 . 4 . 5 ) and in the focal plane ( 14 ) and thus sharply imaged part ( 20 ) of the cutting edge ( 3 . 4 . 5 ) associated with the image value of the angle of rotation (ø) and assigned and for this part ( 20 ) of the cutting edge ( 3 . 4 . 5 ) determined by image processing, in the focal plane ( 14 ) lying values (x, y) are assigned. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des insgesamt zu durchlaufenden Drehwinkels für alle Umfangsabschnitte auf 360° festgelegt ist.Method according to claim 1, characterized in that that the value of the total to be traversed angle of rotation for all peripheral sections is set to 360 °. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (2) bei dem Messdurchlauf in einer einzigen vorgegebenen Drehrichtung gedreht wird.Method according to claim 1, characterized in that the tool ( 2 ) is rotated in the measuring run in a single predetermined direction of rotation. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (2) bei der Bildaufnahme kontinuierlich gedreht wird.Method according to claim 1, characterized in that the tool ( 2 ) is continuously rotated during image acquisition. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstellung der Bildaufnahmeeinrichtung (9) und des Werkzeugs (2) von einem Umfangsabschnitt (17) zu dem nächsten Umfangsabschnitt (18) so bemessen ist, dass die Bilder des einen Umfangsabschnitts (18) überlappungsfrei an die Bilder des anderen Umfangsabschnitts (17) anschließen.A method according to claim 1, characterized in that the adjustment of the image recording device ( 9 ) and the tool ( 2 ) from a peripheral portion ( 17 ) to the next peripheral section ( 18 ) is dimensioned such that the images of the one peripheral section ( 18 ) without overlapping to the images of the other peripheral portion ( 17 ) connect. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenverarbeitungsvorgang als Post-Processing nach Abschluss des Messdurchlaufs durchgeführt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the data processing process as post-processing after completion the measuring run is performed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Bildern aller Gruppen (19, 23) nur die Daten der zumindest einen Schneidkante (3, 4, 5) extrahiert und alle anderen Daten verworfen werden.Method according to claim 1, characterized in that from the pictures of all groups ( 19 . 23 ) only the data of the at least one cutting edge ( 3 . 4 . 5 ) and all other data is discarded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bildern die zu Schneidkanten (3, 4, 5) gehörigen Bildteile anhand ihres Schärfenverlaufs von nicht zu Schneidkanten (3, 4, 5) gehörigen Bildteilen unterschieden werden.A method according to claim 1, characterized in that in the images to cutting edges ( 3 . 4 . 5 ) associated image parts based on their sharpness progression from not to cutting edges ( 3 . 4 . 5 ) belonging image parts are distinguished. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Bildteile, deren Schärfe über einen Drehwinkelbereich hinweg scharf bleiben nicht als Schneidkanten (3, 4, 5) eingestuft und verworfen werden.Method according to claim 1, characterized in that image parts whose sharpness remain sharp over a rotation angle range are not used as cutting edges ( 3 . 4 . 5 ) and discarded. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auswertung der Bilder jedes Stapels (19, 20) jeweils ein Fokusfenster herangezogen wird, dessen Breite der Schärfentiefe des Objektivs (11) im Sinne der in x-Richtung zu messenden Länge der scharf abgebildeten Schneide entspricht.A method according to claim 1, characterized in that for the evaluation of the images of each stack ( 19 . 20 ) is used in each case a focus window whose width of the depth of field of the lens ( 11 ) corresponds to the length of the sharp-edged cutting edge to be measured in the x-direction. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.Apparatus for carrying out the method according to Claim 1.
DE102007053993A 2007-09-14 2007-11-13 Method and device for tool measurement Active DE102007053993B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007053993A DE102007053993B4 (en) 2007-09-14 2007-11-13 Method and device for tool measurement
PCT/EP2008/007221 WO2009036886A1 (en) 2007-09-14 2008-09-04 Method and device for tool measurement

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007043957.3 2007-09-14
DE102007043957 2007-09-14
DE102007048702 2007-10-11
DE102007048702.0 2007-10-11
DE102007053993A DE102007053993B4 (en) 2007-09-14 2007-11-13 Method and device for tool measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007053993A1 true DE102007053993A1 (en) 2009-04-02
DE102007053993B4 DE102007053993B4 (en) 2010-08-12

Family

ID=40384469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102007053993A Active DE102007053993B4 (en) 2007-09-14 2007-11-13 Method and device for tool measurement

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007053993B4 (en)
WO (1) WO2009036886A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008055665A1 (en) * 2008-11-03 2010-05-06 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Tool measuring device for use in computer numerical control milling machine, has computing unit generating information of data set obtained by determination of tool, where computing unit performs rehabilitation process for tool
DE102010011634B3 (en) * 2010-03-16 2011-09-15 Kirner Maschinenbau Gmbh Method for measuring small and fine cutting edge geometry of rotation symmetrical drilling and milling tool for milling/drilling work-piece in dental area, involves measuring angle difference between starting and end positions of tool
EP2668464B1 (en) 2010-12-16 2015-09-02 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Setting and/or measurement apparatus
DE102015105171A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Method and device for optically measuring rotatable workpieces with eccentrics
DE102017101446A1 (en) 2017-01-25 2018-07-26 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Optical measuring system
WO2019115332A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Reishauer Ag Method and device for measuring a roll machining tool

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011100146B4 (en) 2011-04-29 2015-08-06 Schott Ag Three-dimensional measurement of moving objects
DE102011101509C5 (en) * 2011-05-13 2016-08-25 Dr. Heinrich Schneider Messtechnik GmbH Method for the optical measurement of a wave
CN102825545B (en) * 2012-07-24 2014-07-30 清华大学 Method for measuring shape of woodworker PCD (Poly Crystal Diamond) cutter before machining
CN102788560A (en) * 2012-07-24 2012-11-21 清华大学 Non-contact measuring system for detecting shape of woodwork PCD (Poly Crystal Diamond) tool
JP6980141B1 (en) * 2021-02-15 2021-12-15 Dmg森精機株式会社 Tool imager and machine tool

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151609A (en) 1989-08-02 1992-09-29 Hitachi, Ltd. Method of detecting solid shape of object with autofocusing and image detection at each focus level
DE19927496A1 (en) 1999-06-16 2000-12-28 Zoller Gmbh & Co Kg E Measuring multi-cut tools involves computer relating maximum radial and/or axial maxima of tool contour acquired for various rotary positions by image processing system camera
DE102004047928A1 (en) 2004-10-01 2006-04-06 Carl Mahr Holding Gmbh Metrology or three-dimensional contactless coordinate measurement of object surfaces by recording of a stack of 2D images using a camera to record images at different focal depths

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4431059C5 (en) * 1994-09-01 2005-05-04 Kelch Gmbh + Co. Kg Werkzeugmaschinenfabrik Method and device for measuring tools, in particular machine tools in setting devices
DE10000491B4 (en) * 2000-01-08 2004-09-23 Kelch Gmbh + Co Werkzeugmaschinenfabrik Method and measuring device for measuring a rotary tool
DE10203018A1 (en) * 2002-01-26 2003-11-13 Zoller Gmbh & Co Kg Method and device for acquiring information from a tool

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5151609A (en) 1989-08-02 1992-09-29 Hitachi, Ltd. Method of detecting solid shape of object with autofocusing and image detection at each focus level
DE19927496A1 (en) 1999-06-16 2000-12-28 Zoller Gmbh & Co Kg E Measuring multi-cut tools involves computer relating maximum radial and/or axial maxima of tool contour acquired for various rotary positions by image processing system camera
DE102004047928A1 (en) 2004-10-01 2006-04-06 Carl Mahr Holding Gmbh Metrology or three-dimensional contactless coordinate measurement of object surfaces by recording of a stack of 2D images using a camera to record images at different focal depths

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008055665A1 (en) * 2008-11-03 2010-05-06 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Tool measuring device for use in computer numerical control milling machine, has computing unit generating information of data set obtained by determination of tool, where computing unit performs rehabilitation process for tool
DE102010011634B3 (en) * 2010-03-16 2011-09-15 Kirner Maschinenbau Gmbh Method for measuring small and fine cutting edge geometry of rotation symmetrical drilling and milling tool for milling/drilling work-piece in dental area, involves measuring angle difference between starting and end positions of tool
EP2668464B1 (en) 2010-12-16 2015-09-02 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Setting and/or measurement apparatus
EP2668464B2 (en) 2010-12-16 2021-03-03 E. Zoller GmbH & Co. KG Einstell- und Messgeräte Setting and/or measurement apparatus
DE102015105171A1 (en) * 2015-04-02 2016-10-06 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Method and device for optically measuring rotatable workpieces with eccentrics
DE102017101446A1 (en) 2017-01-25 2018-07-26 Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Optical measuring system
WO2019115332A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-20 Reishauer Ag Method and device for measuring a roll machining tool
CH714443A1 (en) * 2017-12-15 2019-06-28 Reishauer Ag Method and device for measuring a hobbing tool.
KR20200096832A (en) * 2017-12-15 2020-08-13 라이스하우어 아게 Method and apparatus for measuring generating machine tools
KR102559309B1 (en) 2017-12-15 2023-07-24 라이스하우어 아게 Method and device for measuring Changsung machining tools
US11850671B2 (en) 2017-12-15 2023-12-26 Reishauer Ag Method and device for measuring a roll machining tool

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009036886A1 (en) 2009-03-26
DE102007053993B4 (en) 2010-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007053993B4 (en) Method and device for tool measurement
EP2870500B1 (en) Method for preparing for and carrying out the recording of image stacks of a sample from various orientation angles
DE102014205726B4 (en) METHOD FOR DETERMINING PROFILE DATA FOR AN EDGE FEATURE IN A MACHINE IMAGE PROCESSING INSPECTION SYSTEM
DE102007016056A1 (en) Method and device for workpiece measurement and workpiece machining
EP3558160B1 (en) Camera alignment or scanning apparatus method with a dental reference element
EP3123228B1 (en) Confocal microscope with aperture correlation
DE102007003877A1 (en) Method for determination of grey values to volume elements of radiograph collecting system with bodies, which are illustrated, involves calibrating pre-determined rotation positions for body in pre-determined single characteristics
WO1992008103A1 (en) Process and device for the opto-electronic measurement of objects
DE102008027393A1 (en) Optical monitoring device
DE4431059C5 (en) Method and device for measuring tools, in particular machine tools in setting devices
DE3406578A1 (en) AUTOMATIC FOCUS DETECTING DEVICE
DE19528376A1 (en) No=contact measurement method for rotating tool - using opto-electronic measurement path with photo diode in which machine tool is moved, to determine rotational position of tool
DE102004058655B4 (en) Method and arrangement for measuring geometries of an object by means of a coordinate measuring machine
EP1098268A2 (en) Method for the threedimensional optical measurement of object surfaces
DE10212004A1 (en) Method and device for detecting at least a section of a workpiece or a tool
WO2004076968A1 (en) Quality control method for two-dimensional matrix codes on metallic workpieces, using an image processing device
DE10153581A1 (en) Determining effective contour of rotary machine tool in adjusting apparatus, by measuring maximum excursion of shadow boundary line from tool axis at certain points
DE10203018A1 (en) Method and device for acquiring information from a tool
DE102011101509C5 (en) Method for the optical measurement of a wave
DE60115013T2 (en) MEASURING THE ALIGNMENT OF VEHICLE WHEELS WITH VIDEO CAMERAS AND REPEATED APPROXIMATIONS
DE102008004578B4 (en) Method for measuring a rotary tool provided with at least one cutting edge and measuring device therefor
EP0803079B1 (en) Camera with object lens and image carrier adjusting device and focussing process
EP4067809A2 (en) Computer-implemented method, method, measuring device and computer program product
DE102007038785A1 (en) Method and device for determining geometric data of a measurement object
EP4227636B1 (en) Determination of depth values of a surface area of a workpiece

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: BUECHNER, MARCO, 99085 ERFURT, DE

Inventor name: WESKE, THOMAS, 99099 ERFURT, DE

Inventor name: BOHM, WOLFHARD, 07751 JENA, DE

Inventor name: NEHSE, UWE, 98716 GERABERG, DE

Inventor name: DUERSELEN, RODERICH, 07751 JENA, DE

8364 No opposition during term of opposition