DE102016105426B4 - Optical measuring system and optical measuring method - Google Patents

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Abstract

Optisches Messsystem (1), mit einer Signaleinheit (10), welche ausgebildet ist, einen Signallichtstrahl (10a) auf eine zu messende Objektoberfläche (30) auszusenden, und mit einer optischen Erfassungseinheit (11), welche ausgebildet ist, den von der Objektoberfläche (30) reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit einem umgebenden Objektbereich (11b) zu erfassen, wobei die optische Erfassungseinheit (11) einen ersten optischen Sensor (12) aufweist, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11b) auf einem ersten optischen Pfad (12a) zu erfassen, wobei die optische Erfassungseinheit (11) ferner einen zweiten optischen Sensor (13) aufweist, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11b) auf einem zweiten optischen Pfad (13a) zu erfassen, und wobei die optische Erfassungseinheit (11) ferner ein optisches Filter (15) aufweist, welches im zweiten optischen Pfad (13a) zwischen der zu messenden Objektoberfläche (30) und dem zweiten optischen Sensor (13) angeordnet und ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) aus dem zweiten optischen Pfad (13a) herauszufiltern und den den reflektierten Signallichtstrahl (10b) umgebenden Objektbereich (11b) hindurchzulassen, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungseinheit (16), welche ausgebildet ist, erste Bilddaten des ersten optischen Pfads (12a) und zweite Bilddaten des zweiten optischen Pfads (13a) zu erhalten, wobei die Datenverarbeitungseinheit (16) ferner ausgebildet ist, aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten ein Differenzbild zu erzeugen.Optical measuring system (1) having a signal unit (10) which is designed to emit a signal light beam (10a) onto an object surface (30) to be measured, and with an optical detection unit (11) which is formed from the object surface (10). 30) reflected signal light beam (10b) together with a surrounding object area (11b), wherein the optical detection unit (11) comprises a first optical sensor (12) which is formed, the reflected signal light beam (10b) together with the surrounding object area ( 11b) on a first optical path (12a), wherein the optical detection unit (11) further comprises a second optical sensor (13), which is formed, the reflected signal light beam (10b) together with the surrounding object area (11b) on a second optical path (13a), and wherein the optical detection unit (11) further comprises an optical filter (15), which in the second op Table (13a) between the object surface to be measured (30) and the second optical sensor (13) is arranged and configured to filter out the reflected signal light beam (10b) from the second optical path (13a) and surrounding the reflected signal light beam (10b) An object region (11b), characterized by a data processing unit (16) which is designed to obtain first image data of the first optical path (12a) and second image data of the second optical path (13a), wherein the data processing unit (16) is further formed, to generate a difference image from the first image data and from the second image data.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optisches Messsystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein optisches Messverfahren gemäß dem Anspruch 7.The present invention relates to an optical measuring system according to the preamble of claim 1 and to an optical measuring method according to claim 7.

In der Fertigungstechnik sind verschiedene Bearbeitungsverfahren bekannt, bei denen das Werkzeug relativ zum Werkstück geführt wird. Bei Bearbeitungsverfahren wie z. B. dem Fräsen, Schweißen, Laser- oder Plasmastrahlschneiden wird dabei das Werkzeug wie z. B. ein Fräser, ein Schweiß- oder ein Schneidkopf als Bearbeitungskopf z. B. einer Werkzeugmaschine oder eines Fertigungsroboters relativ zum zu bearbeitenden Werkstück geführt. Hierbei wird üblicherweise eine vorgegeben Trajektorie, d. h. ein zeitabhängiger Verlauf eines Ortes, durch das Werkzeug abgefahren, um an dem Werkstück eine Bearbeitung vorzunehmen. Eine Trajektorie kann auch als Bahn, Weg oder Pfad bezeichnet werden.In manufacturing technology, various processing methods are known in which the tool is guided relative to the workpiece. For processing methods such. As the milling, welding, laser or plasma jet cutting while the tool such. As a router, a welding or cutting head as a machining head z. B. a machine tool or a production robot guided relative to the workpiece to be machined. Here, usually a given trajectory, d. H. a time-dependent course of a location, traveled by the tool to perform on the workpiece machining. A trajectory can also be referred to as a path, path or path.

Dieses Abfahren der vorgegebenen Trajektorie mittels des Werkzeugs läuft üblicherweise automatisch ab. Hierbei besteht die Gefahr, dass es zu einer Kollision des Werkzeugs entlang der Trajektorie kommen kann, falls sich ein Hindernis in diesem Bereich befindet. Als derartige Hindernisse kommen z. B. Spanungsrückstände, abgebrochene Werkstückteile oder sonstige Gegenstände in Frage, welche sich ungewollt z. B. im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine befinden und in die Trajektorie des Werkzeugs gelangen können. Eine derartige Kollision kann zu Beschädigungen des Werkzeugs selbst führen. Auch kann das Werkzeug zumindest kurzzeitig derart von seiner Trajektorie abgebracht werden, so dass es zu einer fehlerhaften Bearbeitung des Werkstücks kommen kann, wodurch dieses unbrauchbar werden kann. In jedem Fall kann es durch eine Kollision zu Kosten durch Beschädigungen, Produktionsausfälle bzw. Produktionsverzögerungen kommen.This departure of the given trajectory by means of the tool usually expires automatically. There is a risk that a collision of the tool along the trajectory can occur if there is an obstacle in this area. As such obstacles come z. B. Spanungsrückstände, broken workpiece parts or other objects in question, which unintentionally z. B. in the working space of the machine tool and can get into the trajectory of the tool. Such a collision can lead to damage to the tool itself. Also, the tool can be at least temporarily so diverted from its trajectory, so that it can lead to incorrect processing of the workpiece, which can be unusable. In any case, a collision can lead to costs due to damage, production losses or production delays.

Um derartige Kollisionen zwischen Hindernis und Werkzeug zu vermeiden ist es bekannt, das Werkzeug während seiner Bewegung entlang der Trajektorie zu überwachen. Hierbei wird üblicherweise der Bereich auf der Trajektorie vor dem Werkzeug überwacht, damit ein Hindernis auf der Trajektorie so rechtzeitig erkannt werden kann, dass die Bearbeitung gestoppt und eine Kollision verhindert werden kann. Dabei erfolgt üblicherweise die Überwachung unmittelbar vor dem Werkzeug jedoch in ausreichendem Abstand zu diesem, so dass auf ein erkanntes Hindernis noch rechtzeitig reagiert werden könnte.In order to avoid such collisions between obstacle and tool, it is known to monitor the tool during its movement along the trajectory. Here, the area on the trajectory is usually monitored in front of the tool, so that an obstacle on the trajectory can be detected in time so that the processing can be stopped and a collision can be prevented. In this case, the monitoring is usually carried out immediately in front of the tool, however, at a sufficient distance to this, so that could respond to a detected obstacle in time.

Für eine derartige Prozessüberwachung kann als Messverfahren zur Hinderniserkennung z. B. das Verfahren des Laserlichtschnitts eingesetzt werden, welches auch als Lasertriangulation bekannt ist. Hierbei wird z. B. mittels eines Linienlasers ein Laserstrahl als Signallicht auf die zu überwachende Oberfläche des Werkstücks als Messobjekt gerichtet und das reflektierte Laserlicht z. B. mit einer Kamera erfasst, deren Position und Orientierung relativ zur Laserstrahlquelle bekannt ist. Ändert sich die Entfernung des Messobjektes zur Laserstrahlquelle bzw. zur Kamera, so ändert sich auch der Winkel, unter dem das reflektierte Laserlicht von der Kamera erfasst wird. Damit ändert sich die Position des Abbildes des reflektierten Laserlichts auf dem Fotoempfänger der Kamera. Aus dieser Positionsänderung kann mit Hilfe der Winkelfunktionen die Entfernung des Messobjektes von der Laserstrahlquelle bzw. von der Kamera berechnet werden. Mit anderen Worten kann mittels Lasertriangulation aus der Bildposition des reflektierten Laserstrahls die Distanz zwischen Laserstrahlquelle bzw. Kamera und Werkstück berechnet werden. Alternativ kann auch eine Ablenkung der Laserlinie relativ zu einer Solllage bzw. Referenzlage detektiert werden.For such process monitoring can be used as a measuring method for obstacle detection z. B. the method of laser light section are used, which is also known as laser triangulation. This z. B. by means of a line laser, a laser beam as a signal light directed to the monitored surface of the workpiece as a measurement object and the reflected laser light z. B. detected with a camera whose position and orientation relative to the laser beam source is known. If the distance of the measured object to the laser beam source or to the camera changes, the angle at which the reflected laser light is detected by the camera also changes. This changes the position of the image of the reflected laser light on the photoreceiver of the camera. From this change in position, the distance of the object to be measured from the laser beam source or from the camera can be calculated with the help of the angle functions. In other words, the distance between the laser beam source or camera and workpiece can be calculated by means of laser triangulation from the image position of the reflected laser beam. Alternatively, a deflection of the laser line relative to a desired position or reference position can be detected.

Diese messtechnisch ermittelte Distanz bzw. Abweichung zu einer Solllage kann der Prozessüberwachung zugeführt und dort mit einem Abstand verglichen werden, welcher an dieser Stelle der Trajektorie vorgegeben ist. Weicht der gemessene Ist-Abstandswert um ein vorbestimmtes Maß von dem vorgegebenen Soll-Abstandswert ab, so kann hierdurch seitens der Prozessüberwachung auf ein Hindernis auf der Trajektorie vor dem Werkzeug geschlossen werden. In Reaktion hierauf kann das Werkzeug angehalten oder ein erkanntes Hindernis umfahren werden, um eine Kollision zu vermeiden.This metrologically determined distance or deviation to a desired position can be supplied to the process monitoring and compared there with a distance which is predetermined at this point of the trajectory. If the measured actual distance value deviates from the predefined setpoint distance value by a predetermined amount, then it can be concluded by the process monitoring of an obstacle on the trajectory in front of the tool. In response, the tool may be stopped or a detected obstacle may be bypassed to avoid a collision.

Vorteilhaft ist bei der Lasertriangulation, dass rein trigonometrische Zusammenhänge vorliegen, welche sich schnell berechnen und auswerten lassen. Die Messung kann daher kontinuierlich erfolgen und eignet sich gut zur Abstandsmessung an bewegten Objekten, bei denen z. B. eine Kollisionserkennung in Echtzeit mit sehr kurzen Taktzeiten erfolgen können muss, damit z. B. die Prozessüberwachung bzw. die Werkzeugmaschine schnell genug auf ein erkanntes Hindernis reagieren kann. Auch handelt es sich um ein berührungslos wirkendes Messverfahren, was die Anwendung einfach und robust gestalten kann.It is advantageous in the case of laser triangulation that purely trigonometric relationships are present, which can be quickly calculated and evaluated. The measurement can therefore be carried out continuously and is well suited for distance measurement on moving objects, in which z. B. a collision detection in real time with very short cycle times must be done so that z. B. the process monitoring or the machine tool can react quickly enough to a detected obstacle. It is also a non-contact measuring method, which makes the application simple and robust.

Nachteilig ist bei der Lasertriangulation jedoch, dass diese durch Licht sehr stark gestört werden kann. Dies kann insbesondere bei Bearbeitungsverfahren zum Tragen kommen, welche mit Licht als Prozesslicht wie z. B. beim Laserschneiden oder beim Plasmaschweißen arbeiten. Das Prozesslicht kann Streulicht aussenden, welches von der Kamera des Messsystems mit empfangen werden kann. Auch kann bei derartigen Bearbeitungsverfahren Licht z. B. durch Funken entstehen. In diesen Fällen kann nicht mehr sicher zwischen dem zu erfassenden von dem Messobjekt reflektierten Laserlicht als Signallicht und dem Störlicht unterschieden werden, welches durch direkt ausgesendetes sowie reflektiertes bzw. gestreutes Prozesslicht und bzw. oder durch Licht von Funken bzw. von Funkenflug entstehen kann. In diesen Fällen kann eine zuverlässige Anwendung der Lasertriangulation nicht mehr möglich sein.The disadvantage of laser triangulation, however, is that it can be disturbed very much by light. This can come into play, in particular, in processing methods which use light as a process light such. B. work in laser cutting or plasma welding. The process light can emit scattered light, which can be received by the camera of the measuring system. Also, in such processing method light z. B. caused by sparks. In these cases can no longer be sure between the to be detected by The laser light reflected from the object to be measured can be distinguished as a signal light and the disturbing light, which can be produced by directly emitted and reflected or scattered process light and / or by light from sparks or by flying sparks. In these cases, a reliable application of laser triangulation may no longer be possible.

Um dennoch die Lasertriangulation als Messverfahren auf Bearbeitungsverfahren mit Störlicht anwenden zu können ist es z.B. aus der US 6 674 893 B1 bekannt, ein optisches Filter in Form eines Bandpassfilters vor der Kamera des Messsystems anzuordnen, welches lediglich die Wellenlängen des von dem Messobjekt reflektierten Signallichts durchlassen kann. Auf diese Weise können die Anteile des Störlichts, welche außerhalb des Wellenlängenspektrums des optischen Filters liegen und sich von der Wellenlänge des Signallichts unterscheiden, von der Kamera des Messsystems ferngehalten werden.Nevertheless, in order to be able to apply the laser triangulation as a measuring method to processing methods with stray light, it is for example from US Pat. No. 6,674,893 B1 It is known to arrange an optical filter in the form of a bandpass filter in front of the camera of the measuring system, which can only transmit the wavelengths of the signal light reflected by the measuring object. In this way, the portions of the disturbing light, which are outside the wavelength spectrum of the optical filter and differ from the wavelength of the signal light, can be kept away from the camera of the measuring system.

Nachteilig ist hierbei jedoch, dass der Anteil des Störlichts, welcher die gleiche Wellenlänge wie das Signallicht aufweist und somit das optische Filter der Kamera passieren kann, groß genug sein kann, so dass von dem Messsystem nicht ausreichend bis gar nicht zwischen Signallicht und Störlicht unterschieden werden kann. Auch kann die Intensität des Störlichts größer als die Intensität des Signallichts sein, so dass das Störlicht von dem Messsystem fälschlicherweise als Signallicht angesehen werden kann. In beiden Fällen kann durch die Anwendung eines optischen Filters vor der Kamera keine derartige Filterung des Störlichts erreicht werden, um eine Anwendung der Lasertriangulation für derartige Bearbeitungsverfahren zu ermöglichen. Hierdurch kann eine zuverlässige Anwendung der Lasertriangulation verhindert werden.The disadvantage here, however, that the proportion of the disturbing light, which has the same wavelength as the signal light and thus can pass through the optical filter of the camera, can be large enough so that not enough or not distinguish between signal light and stray light from the measuring system can. Also, the intensity of the disturbing light may be greater than the intensity of the signal light, so that the disturbance light from the measuring system may be erroneously regarded as a signal light. In either case, the use of an optical filter in front of the camera can not achieve such filtering of the disturbing light to allow application of laser triangulation for such processing methods. As a result, a reliable application of the laser triangulation can be prevented.

Um das Messverfahren der Lasertriangulation robuster gegenüber Störlicht zu machen besteht die Möglichkeit, die Intensität des Signallichts derart zu erhöhen, so dass eine deutlichere Unterscheidung zwischen Signallichts und Störlicht erreicht werden kann. Dies kann jedoch den Aufwand des Messverfahrens der Lasertriangulation sehr erhöhen, weil eine entsprechend starke Quelle für das Signallicht verwendet werden muss. Auch können bei hohen Intensitäten des Signallichts wie z. B. Laserlichts zusätzliche Schutzmaßnahmen für die Arbeitssicherheit erforderlich werden. Ferner kann auch bei hoher Intensität des Signallichts nicht sicher ausgeschlossen werden, dass zumindest kurzzeitig Störlicht z. B. durch Funken auftreten kann, welches eine höhere Intensität als das Signallicht aufweist und damit das Messverfahren stören kann.In order to make the measurement method of laser triangulation more robust against stray light, it is possible to increase the intensity of the signal light in such a way that a clearer distinction between signal light and stray light can be achieved. However, this can greatly increase the complexity of the laser triangulation measurement method because a correspondingly strong source of the signal light must be used. Also, at high intensities of the signal light such. B. laser light additional protective measures for safety at work are required. Furthermore, it can not be reliably ruled out even at high intensity of the signal light that at least briefly stray light z. B. may occur due to sparks, which has a higher intensity than the signal light and thus can interfere with the measurement process.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein optisches Messsystem sowie ein optisches Messverfahren der eingangs beschriebenen Art bereit zu stellen, so dass das Verfahren der Lasertriangulation bei Bearbeitungsverfahren angewendet werden kann, bei denen störende Einflüsse durch Störlicht auftreten können. Zumindest soll eine Alternative zu bekannten Messsystemen bzw. Messverfahren geschaffen werden.An object of the present invention is to provide an optical measuring system and an optical measuring method of the type described above, so that the method of laser triangulation can be used in processing methods in which interfering influences can occur by stray light. At least an alternative to known measuring systems or measuring methods should be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1 and by the features of claim 7. Advantageous developments are described in the subclaims.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein optisches Messsystem, welches mittels Bildverarbeitung arbeitet. Das optische Messsystem weist eine Signaleinheit auf, welche ausgebildet ist, einen Signallichtstrahl auf eine zu messende Objektoberfläche auszusenden. Der Signallichtstrahl kann beispielsweise ein Lichtstrahl schwacher Intensität sein, welcher z. B. durch eine LED, eine Laserdiode oder dergleichen erzeugt werden kann. Vorzugsweise ist der Signallichtstrahl ein fokussierter bzw. kollimierter Lichtstrahl mit hoher lokaler Leistungsdichte wie z. B. ein Laserstrahl, damit durch die hohe Leistungsdichte des Signallichtstrahls die optische Erfassung und Erkennung innerhalb einer bildlichen Szene vereinfacht werden kann.The present invention thus relates to an optical measuring system which operates by means of image processing. The optical measuring system has a signal unit which is designed to emit a signal light beam onto an object surface to be measured. The signal light beam may be, for example, a light beam of weak intensity, which z. B. by an LED, a laser diode or the like can be generated. Preferably, the signal light beam is a focused or collimated light beam with high local power density such. As a laser beam so that the optical detection and detection can be simplified within a visual scene by the high power density of the signal light beam.

Die zu messende Objektoberfläche kann z. B. eine zu überwachende Werkstückoberfläche bei einem Bearbeitungsverfahren sein. Das Werkstück kann vorzugsweise eine Oberfläche aufweisen, welche eine Reflektion des Signallichtstrahls begünstigt wie z. B. eine glatte, geschliffene oder polierte Oberfläche. Vorzugsweise kann alternativ oder zusätzlich das Material des Werkstücks an sich geeignet sein, den Signallichtstrahl zu reflektieren. Dies kann z. B. bei metallischen Materialien der Fall sein.The object surface to be measured can, for. B. be monitored workpiece surface in a machining process. The workpiece may preferably have a surface which favors a reflection of the signal light beam such. As a smooth, polished or polished surface. Preferably, alternatively or additionally, the material of the workpiece per se may be suitable for reflecting the signal light beam. This can be z. B. be the case with metallic materials.

Das optische Messsystem weist ferner eine optische Erfassungseinheit auf, welche ausgebildet ist, den von der Objektoberfläche reflektierten Signallichtstrahl zusammen mit einem umgebenden Objektbereich zu erfassen. Unter dem umgebenden Objektbereich ist dabei der Bereich der Objektoberfläche zu verstehen, welcher um die Stelle bzw. um den Bereich herum angeordnet ist, an der bzw. an dem der Signallichtstrahl auf die Objektoberfläche auftrifft und reflektiert wird.The optical measuring system further has an optical detection unit, which is designed to detect the signal light beam reflected from the object surface together with a surrounding object area. The surrounding object area is to be understood as the area of the object surface which is arranged around the location or around the area at which or at which the signal light beam impinges on the object surface and is reflected.

Die optische Erfassungseinheit weist einen ersten optischen Sensor auf, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl zusammen mit dem umgebenden Objektbereich auf einem ersten optischen Pfad zu erfassen. Unter einem optischen Pfad ist der Weg des Lichts zu verstehen, welchen das Licht von einem Ort wie z. B. vom Objektbereich der Objektoberfläche zu einem anderen Ort wie z. B. dem ersten optischen Sensor zurücklegt. Auf diesem ersten optischen Pfad kann somit durch den ersten optischen Sensor ein Bild des Objektbereichs optisch erfasst werden. Mit anderen Worten kann unter dem Objektbereich auch dessen optisches Abbild verstanden werden, welches von einem optischen Sensor als Bild bzw. Szene erfasst werden kann.The optical detection unit has a first optical sensor, which is designed to detect the reflected signal light beam together with the surrounding object area on a first optical path. An optical path is to be understood as the path of the light that the Light from a place such as B. from the object area of the object surface to another location such. B. travels the first optical sensor. On this first optical path, an image of the object area can thus be optically detected by the first optical sensor. In other words, the object region can also be understood as its optical image, which can be detected by an optical sensor as image or scene.

Die vorliegende Erfindung zeichnet ist dadurch aus, dass die optische Erfassungseinheit ferner einen zweiten optischen Sensor aufweist, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl zusammen mit dem umgebenden Objektbereich auf einem zweiten optischen Pfad zu erfassen. Ferner weist die optische Erfassungseinheit ein optisches Filter auf, welches im zweiten optischen Pfad zwischen der zu messenden Objektoberfläche und dem zweiten optischen Sensor angeordnet und ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl aus dem zweiten optischen Pfad herauszufiltern und den den reflektierten Signallichtstrahl umgebenden Objektbereich hindurchzulassen.The present invention is characterized in that the optical detection unit further comprises a second optical sensor which is designed to detect the reflected signal light beam together with the surrounding object area on a second optical path. Furthermore, the optical detection unit has an optical filter which is arranged and configured in the second optical path between the object surface to be measured and the second optical sensor to filter out the reflected signal light beam from the second optical path and to pass the object region surrounding the reflected signal light beam.

Erfindungsgemäß werden auf diese Art und Weise zwei unterschiedliche Bilder der gleichen Szene der zu messenden Objektoberfläche aufgenommen, nämlich auf dem ersten optischen Pfad ein Bild mit Signallicht und Störlicht und auf dem zweiten optischen Pfad ein Bild ohne Signallicht aber mit Störlicht. Mit anderen Worten können mittels des ersten optischen Sensors der reflektierten Signallichtstrahl und der Objektbereich erfasst werden, mittels des zweiten optischen Sensors jedoch lediglich der Objektbereich, weil der reflektierte Signallichtstrahl durch das optische Filter vor dem zweiten optischen Sensor aus dem zweiten optischen Pfad herausgefiltert wurde.According to the invention, two different images of the same scene of the object surface to be measured are taken in this way, namely an image with signal light and stray light on the first optical path and an image without signal light but with stray light on the second optical path. In other words, the reflected signal light beam and the object area can be detected by means of the first optical sensor, but only the object area by means of the second optical sensor because the reflected signal light beam has been filtered out of the second optical path by the optical filter in front of the second optical sensor.

Auf diese Weise werden zwei unterschiedliche Bilder einer identischen Szene zur Verfügung gestellt, welche voneinander subtrahiert werden. Im Ergebnis bleibt dann im Wesentlichen in dem resultierenden Differenzbild lediglich das Signallicht übrig, wohingegen sich das Störlicht aufhebt und damit in dem Differenzbild nicht mehr vorhanden ist. Dieses Differenzbild kann dann aus Grundlage z. B. einer Lasertriangulation unter Verwendung des Signallichts dienen. Das Ergebnis der Lasertriangulation kann für eine Prozessüberwachung verwendet werden, um eine Hinderniserkennung z. B. vor einem Prozesslicht als Werkzeug wie z. B. beim Laser- oder Plasmastrahlschneiden durchzuführen.In this way, two different images of an identical scene are provided, which are subtracted from each other. As a result, only the signal light remains essentially in the resulting difference image, whereas the disturbance light is canceled out and thus no longer exists in the difference image. This difference image can then be based on z. B. a laser triangulation using the signal light serve. The result of the laser triangulation can be used for process monitoring to detect an obstacle detection z. B. before a process light as a tool such. B. laser or plasma jet cutting perform.

Mit anderen Worten kann erfindungsgemäß Störlicht, welches als z. B. als Streulicht von Prozesslicht bzw. als Licht von Funken bei bestimmten Bearbeitungsverfahren auftreten kann, vom Signallicht getrennt, so dass als Differenzbild z. B. die Laserlinie des Signallichts z. B. einer Lasertriangulation übrig bleibt.In other words, according to the invention, stray light, which is used as z. B. may occur as scattered light from process light or light of sparks in certain processing methods, separated from the signal light, so that as a differential image z. B. the laser line of the signal light z. B. a laser triangulation remains.

Als Signallicht kann vorzugsweise eine Linie verwendet werden, wie es bei der Lasertriangulation üblich ist, um eine Distanzveränderung entlang der Richtung der Linie zu erkennen. Es sind jedoch auch andere Signallichtmuster möglich, auch komplexe Muster, weil die Differenzbilderzeugung unabhängig von dem verwendeten Signallichtmuster durchgeführt werden kann und jeweils lediglich im Wesentlichen das Signallicht aus der bildlichen Szene herausfiltert, wie auch immer das Signallicht beschaffen sein wird.As the signal light, preferably a line may be used, as is common in laser triangulation, to detect a distance change along the direction of the line. However, other signal light patterns are possible, even complex patterns, because the difference image generation can be performed independently of the signal light pattern used and each only substantially filters out the signal light from the visual scene, however the signal light will be.

Vorzugsweise kann monochromatisches Signallicht verwendet werden, so dass das optische Filter zum Herausfiltern eben genauer dieser Wellenlänge ausgewählt werden kann. Das üblicherweise breitbandige Störlicht kann auf diese Weise möglichst weitestgehend durch das optische Filter hindurchtreten, so dass eine möglichst große Intensität des Störlichts vom zweiten optischen Sensor erfasst und für die Bildung des Differenzbildes genutzt werden kann. Auf diese Weise kann das Störlicht möglichst vollständig durch die Differenzbilderzeugung in der erfassten Szene eliminiert werden.Preferably, monochromatic signal light can be used so that the optical filter can be selected to filter out just more precisely this wavelength. The usually broadband stray light can pass as far as possible through the optical filter in this way, so that the greatest possible intensity of the stray light can be detected by the second optical sensor and used for the formation of the difference image. In this way, the stray light can be eliminated as completely as possible by the difference image generation in the detected scene.

Vorteilhaft ist hierbei, dass das Störlicht auf diese Weise mit annähernd gleicher Intensität in beiden Bildern der gleichen Szene aufgenommen werden und dann durch die Differenzbilderzeugung auch mit gleicher Intensität aus dem Differenzbild herausgefiltert werden kann. Somit hat die Intensität des Störlichts, welche z. B. bei Licht von Funken variieren kann, keinen Einfluss auf das erfindungsgemäße Messsystem. Dies gilt ebenso für die Wellenlänge des Störlichts.It is advantageous here that the stray light can be recorded in this way with approximately the same intensity in both images of the same scene and then filtered out by the difference image generation with the same intensity from the difference image. Thus, the intensity of the disturbing light, which z. B. may vary in light of sparks, no effect on the measuring system according to the invention. This also applies to the wavelength of the stray light.

Vorteilhaft ist ferner, dass die Differenzbildung zweier Bilder sehr schnell und einfach durchführbar ist. Auf diese Weise kann eine erfindungsgemäße Messung sehr schnell durchgeführt und ausgewertet werden, so dass das Differenzbild einer Lasertriangulation zugeführt werden kann, welche z. B. einer Hinderniserkennung im Rahmen einer Prozessüberwachung dienen soll. Die Prozessüberwachung kann dann ebenfalls sehr schnell durchgeführt werden, wodurch das erfindungsgemäße optische Messsystem bzw. die Prozessüberwachung echtzeitfähig sein kann, z. B. mit 25 Bildern/Sekunde. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße optische Messsystem für den Einsatz bei schnellen Bearbeitungsverfahren geeignet sein.It is also advantageous that the difference formation of two images can be carried out very quickly and easily. In this way, a measurement according to the invention can be performed and evaluated very quickly, so that the difference image can be fed to a laser triangulation, which z. B. obstacle detection in the context of process monitoring. The process monitoring can then also be carried out very quickly, whereby the optical measuring system according to the invention or the process monitoring can be real-time capable, for. With 25 frames / second. In this way, the optical measuring system according to the invention may be suitable for use in fast processing methods.

Das erfindungsgemäße Messsystem kann vorzugsweise zur Hinderniserkennung bei Bearbeitungsverfahren genutzt werden, welche Störlicht durch Streulicht des Prozesslichts oder durch Funkenflug aufweisen können. Es sind jedoch auch andere messtechnische Anwendungen mittels des erfindungsgemäßen Messsystems möglich wie z. B. die Geometrievermessung eines Objektes wie z. B. eines zu bearbeitenden Werkstücks unter derartigen Bedingungen.The measuring system according to the invention can preferably be used for obstacle detection in machining processes, which can have stray light due to stray light from the process light or due to flying sparks. There are, however other metrological applications using the measuring system according to the invention possible such. B. the geometry measurement of an object such. B. a workpiece to be machined under such conditions.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die optische Erfassungseinheit ferner einen Strahlteiler auf, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl zusammen mit dem umgebenden Objektbereich in den ersten optischen Pfad und in den zweiten optischen Pfad zu teilen, wobei der optische Filter im zweiten optischen Pfad zwischen dem Strahlteiler und dem zweiten optischen Sensor angeordnet ist. Mit anderen Worten sind die beiden optischen Pfade der beiden optischen Sensoren von der messenden Objektoberfläche bis zum Strahlteiler identisch, so dass mit beiden optischen Sensoren der gleiche Objektbereich des Werkstücks möglichst identisch optisch erfasst werden kann. Auf diese Weise zeigen die beiden Bilder, die durch die beiden optischen Sensoren erzeugt werden, die möglichst gleiche Szene, so dass die beiden Bilder bei der Differenzbildung möglichst ideal übereinander liegen. Mit anderen Worten kann ein Versatz der beiden Bilder zueinander vermieden werden, welche sonst durch zusätzlichen Aufwand vor der Differenzbildung im Rahmen der Bildverarbeitung korrigiert werden müsste und ansonsten die Auslöschung des Störlichts durch die Differenzbildung beeinträchtigen könnte.According to one aspect of the present invention, the optical detection unit further comprises a beam splitter configured to split the reflected signal light beam together with the surrounding object area into the first optical path and the second optical path, the optical filter in the second optical path between the beam splitter and the second optical sensor is arranged. In other words, the two optical paths of the two optical sensors from the measuring object surface to the beam splitter are identical, so that the same object region of the workpiece can be optically detected as optically as possible with both optical sensors. In this way, the two images that are generated by the two optical sensors, the same scene as possible, so that the two images lie as ideally as possible when subtracting each other. In other words, an offset of the two images can be avoided to one another, which would otherwise have to be corrected by additional effort before the difference in the image processing and otherwise could affect the extinction of the stray light by subtraction.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das optische Filter ein Bandsperrfilter, welches ausgebildet ist, die Wellenlänge des reflektierten Signallichtstrahls aus dem zweiten optischen Pfad herauszufiltern. Ein derartiges optisches Filter ist auch als Notchfilter bekannt. Hierdurch kann der Signallichtstrahl blockiert, jedoch alle anderen Wellenlängen hindurchgelassen werden, so dass der Objektbereich samt Störlicht durch das Bandsperrfilter hindurch optisch erfasst werden kann.According to another aspect of the present invention, the optical filter is a band stop filter configured to filter out the wavelength of the reflected signal light beam from the second optical path. Such an optical filter is also known as a notch filter. As a result, the signal light beam blocked, but all other wavelengths are allowed to pass, so that the object area including Störlicht can be optically detected by the band reject filter.

Vorzugsweise weist das Signallicht einen möglichst engen Wellenlängenbereich auf und das Bandsperrfilter ist auf diesen Wellenlängenbereich möglichst genau abgestimmt, so dass das Signallicht möglichst vollständig gefiltert und das Störlicht möglichst vollständig durch das Bandsperrfilter hindurchgelassen werden kann. Dies kann die Wirkung der Differenzbildung verbessern, das bis auf den durch den Bandsperrfilter herausgefilterten reflektierten Signallichtstrahl die erfassten Bilder der beiden optischen Sensoren möglichst identisch sind.The signal light preferably has the narrowest possible wavelength range and the band stop filter is tuned as precisely as possible to this wavelength range, so that the signal light can be filtered as completely as possible and the disturbance light can be transmitted as completely as possible through the band stop filter. This can improve the effect of the difference formation, which are as identical as possible to the detected images of the two optical sensors except for the filtered signal light beam filtered out by the band stop filter.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind der erste optische Sensor und bzw. oder der zweite optische Sensor eine Kamera, insbesondere eine Hochgeschwindigkeitskamera. Mittels einer Kamera kann eine einfache und kostengünstige Umsetzung eines optischen Sensors erfolgen, welche auch einfach im Rahmen einer Bildverarbeitung eingesetzt werden kann.According to a further aspect of the present invention, the first optical sensor and / or the second optical sensor is / are a camera, in particular a high-speed camera. By means of a camera, a simple and cost-effective implementation of an optical sensor can take place, which can also be used simply in the context of image processing.

Vorzugsweise kann als Kamera eine Hochgeschwindigkeitskamera verwendet werden. Hierdurch kann die Erfassung der Bilder beschleunigt werden, so dass eine schnelle Verarbeitung der Bilder ermöglicht werden kann. Dies kann die Echtzeitfähigkeit einer Prozessüberwachung auch bei höheren Bearbeitungsgeschwindigkeiten ermöglichen, so dass das Differenzbild zur Lasertriangulation auch bei derartigen Anwendungen genutzt werden kann.Preferably, a high-speed camera can be used as the camera. As a result, the acquisition of the images can be accelerated, so that a fast processing of the images can be made possible. This can enable the real-time capability of process monitoring even at higher processing speeds, so that the differential image for laser triangulation can also be used in such applications.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die optische Erfassungseinheit ferner eine Datenverarbeitungseinheit auf, welche ausgebildet ist, erste Bilddaten des ersten optischen Pfads und zweite Bilddaten des zweiten optischen Pfads zu erhalten, wobei die Datenverarbeitungseinheit ferner ausgebildet ist, aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten ein Differenzbild zu erzeugen.According to another aspect of the present invention, the optical detection unit further comprises a data processing unit configured to obtain first image data of the first optical path and second image data of the second optical path, the data processing unit being further constructed of the first image data and the first image data second image data to generate a difference image.

Die Datenverarbeitungseinheit kann als separate Hardware-Einheit innerhalb der optischen Erfassungseinheit oder als Komponente einer der beiden Kameras vorhanden sein. Alternativ kann die Datenverarbeitungseinheit auch eine separate Hardware-Einheit außerhalb der optischen Erfassungseinheit sein. Alternativ kann die Datenverarbeitungseinheit auch als Software realisiert und implementiert sein.The data processing unit may be present as a separate hardware unit within the optical detection unit or as a component of one of the two cameras. Alternatively, the data processing unit may also be a separate hardware unit outside the optical detection unit. Alternatively, the data processing unit can also be realized and implemented as software.

Mittels der Datenverarbeitungseinheit kann eine Verarbeitung der beiden Bilder der gleichen Szene derart erfolgen, dass diese voneinander subtrahiert werden, so dass ein Differenzbild verbleibt, welches im Wesentlichen lediglich das Signallicht aufweisen kann. Hierdurch kann die Nutzung der Bilddaten der beiden optischen Pfade zur Herausfilterung des Störlichts mittels Differenzbildung innerhalb der optischen Erfassungseinheit erfolgen.By means of the data processing unit, a processing of the two images of the same scene can be carried out in such a way that they are subtracted from one another so that a difference image remains, which essentially can only have the signal light. As a result, the use of the image data of the two optical paths for filtering out the interfering light by means of subtraction within the optical detection unit.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Datenverarbeitungseinheit ferner ausgebildet, basierend auf dem Differenzbild ein Triangulationsverfahren durchzuführen. Dies kann die Nutzung der Differenzbildung zur Abstandsbestimmung mittels der optischen Erfassungseinheit ermöglichen. Der auf diese Weise bestimmte Abstand kann z. B. einer Lasertriangulation mit Rahmen einer Prozessüberwachung zur Hinderniserkennung zugeführt werden.According to another aspect of the present invention, the data processing unit is further configured to perform a triangulation method based on the difference image. This can enable the use of difference formation for distance determination by means of the optical detection unit. The distance determined in this way can z. B. a laser triangulation with a process monitoring for obstacle detection are supplied.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist bzw. sind der zweite optische Sensor und bzw. oder die Datenverarbeitungseinheit ausgebildet, bei den Bilddaten des zweiten optischen Pfads eine Helligkeitsanpassung durchzuführen. Dies kann vorteilhaft sein, weil durch das optische Filter nicht nur der reflektierte Signallichtstrahl aus dem zweiten optischen Pfad herausgefiltert werden kann, sondern auch Anteile der übrigen Bilddaten wie z. B. das Störlicht, welche der Wellenlänge des Signallichtstrahls entsprechen. Dies kann durch eine Anpassung der Helligkeit des Bildes des zweiten Pfads wieder ausgeglichen werden, so dass nach der Helligkeitsanpassung wieder zwei möglichst identische Bilder hinsichtlich der Intensität der Anteile des Störlichts zur Verfügung stehen. Deren Differenzbildung kann dann zu einer möglichst wirkungsvollen Eliminierung des Störlichts und damit Ausbildung des Signallichts führen.According to another aspect of the present invention, the second optical sensor and / or the data processing unit is / are formed, and the image data of the second optical path is brightness matched perform. This may be advantageous because not only the reflected signal light beam from the second optical path can be filtered out by the optical filter, but also portions of the remaining image data such. B. the stray light, which correspond to the wavelength of the signal light beam. This can be compensated for again by adjusting the brightness of the image of the second path, so that once the brightness is matched, two images that are as identical as possible are available with regard to the intensity of the components of the disturbing light. Their difference can then lead to the most effective possible elimination of the stray light and thus formation of the signal light.

Vorteilhaft ist dabei, dass eine Helligkeitsanpassung im Rahmen einer Bildverarbeitung mit geringem Rechenaufwand möglich sein kann, so dass hierdurch weiterhin die Echtzeitfähigkeit und die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen optischen Messsystems z. B. bei Bearbeitungsverfahren mit hohen Geschwindigkeiten z. B. zur Prozessüberwachung gegeben bleiben kann.It is advantageous that a brightness adjustment in the context of image processing with little computational effort may be possible, so that thereby continue the real-time capability and applicability of the optical measuring system according to the invention z. B. in machining processes at high speeds z. B. can remain given for process monitoring.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein optisches Messverfahren mit den Schritten:

  • • Aussenden eines Signallichtstrahls auf eine zu messende Objektoberfläche,
  • • Rücksenden eines von der Objektoberfläche reflektierten Signallichtstrahls zusammen mit einem umgebenden Objektbereich auf einem ersten optischen Pfad und auf einem zweiten optischen Pfad,
  • • Herausfiltern des reflektierten Signallichtstrahls aus dem zweiten optischen Pfad, und
  • • gleichzeitiges Erfassen des ersten optischen Pfads als erste Bilddaten und des zweiten optischen Pfads als zweite Bilddaten und Erzeugung eines Differenzbildes aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten.
The present invention also relates to an optical measuring method comprising the steps of:
  • Emitting a signal light beam onto an object surface to be measured,
  • Returning a signal light beam reflected from the object surface together with a surrounding object region on a first optical path and on a second optical path,
  • • filtering out the reflected signal light beam from the second optical path, and
  • Simultaneously detecting the first optical path as first image data and the second optical path as second image data and generating a difference image from the first image data and from the second image data.

Mittels des erfindungsgemäßen optischen Messverfahrens, welches beispielsweise mit dem zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen optischen Messsystem umgesetzt werden kann, kann erfindungsgemäß eine Szene, nämlich der von der Objektoberfläche reflektierte Signallichtstrahl zusammen mit einem umgebenden Objektbereich, zweifach optisch erfasst werden. Jedoch kann aus dem zweiten optischen Pfad der reflektierte Signallichtstrahl herausgefiltert werden, so dass die gefilterten Bilddaten des zweiten optischen Pfads nur noch den erfassten Objektbereich aufweisen, der durch die Filterung hindurchgelassen wurde. Diese beiden Bilddaten werden, wie zuvor bereits beschrieben, für eine Differenzbildung verwendet, dessen Ergebnis lediglich den Signallichtstrahl aufweist, jedoch nicht mehr das Störlicht.By means of the optical measuring method according to the invention, which can be implemented, for example, with the optical measuring system according to the invention described above, a scene, namely the signal light beam reflected by the object surface together with a surrounding object area, can be optically detected twice. However, from the second optical path, the reflected signal light beam may be filtered out so that the filtered image data of the second optical path has only the detected object area transmitted through the filtering. These two image data are, as described above, used for a difference, the result of which only has the signal light beam, but no longer the disturbance light.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das optische Messverfahren zwischen dem Schritt des Rücksendens und dem Schritt des Herausfilterns ferner den weiteren Schritt auf:

  • • Teilen des reflektierten Signallichtstrahls zusammen mit dem umgebenden Objektbereich in den ersten optischen Pfad und in den zweiten optischen Pfad.
According to one aspect of the present invention, the optical measuring method between the step of returning and the step of filtering out further comprises the further step:
  • • Splitting the reflected signal light beam together with the surrounding object area into the first optical path and into the second optical path.

Auf diese Weise kann eine Separierung der beiden Pfade erfolgen, so dass diese möglichst eine identische Ansicht der Szene zeigen, jedoch vor Erreichen der beiden optischen Sensoren in die jeweiligen optischen Pfade getrennt werden können.In this way, a separation of the two paths can be made so that they show as possible an identical view of the scene, but can be separated before reaching the two optical sensors in the respective optical paths.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das optische Messverfahren nach dem Schritt des gleichzeitigen Erfassens ferner den weiteren Schritt auf:

  • • Anpassen der Helligkeit der zweiten Bilddaten des zweiten optischen Pfads.
According to one aspect of the present invention, the optical measuring method further comprises, after the step of simultaneously detecting, the further step of:
  • • Adjust the brightness of the second image data of the second optical path.

Auf diese Weise kann eine reduzierte Helligkeit des zweiten Bildes, welche durch die optische Filterung auftreten kann, zumindest teilweise, vorzugsweise möglichst vollständig, wieder ausgeglichen werden, so dass zwei möglichst identische Bilder hinsichtlich der Störlichtanteile zur Differenzbildung verwendet werden können.In this way, a reduced brightness of the second image, which can occur through the optical filtering, at least partially, preferably as completely as possible, be compensated again, so that two identical images as possible with respect to the Störlichtanteile can be used to form the difference.

Ein Ausführungsbeispiel und weitere Vorteile der Erfindung werden nachstehend im Zusammenhang mit den folgenden Figuren erläutert. Darin zeigt:An embodiment and further advantages of the invention are explained below in connection with the following figures. It shows:

1 eine schematische seitliche Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Messsystems bei einem Bearbeitungsverfahren mit Prozesslicht; 1 a schematic side view of an optical measuring system according to the invention in a processing method with process light;

2 eine schematische seitliche Darstellung einer optischen Erfassungseinheit des erfindungsgemäßen optischen Messsystems; 2 a schematic side view of an optical detection unit of the optical measuring system according to the invention;

3 ein Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen optischen Messverfahrens; 3 a flow chart of an optical measuring method according to the invention;

4 ein Bild eines zu messenden Objekt gemäß eines ersten optischen Pfads; 4 an image of an object to be measured according to a first optical path;

5 ein Bild des zu messenden Objekts gemäß eines zweiten optischen Pfads; 5 an image of the object to be measured according to a second optical path;

6 das Bild des zweiten optischen Pfads mit erhöhter Helligkeit; und 6 the image of the second optical path with increased brightness; and

7 ein Differenzbild der beiden Bilder der beiden optischen Pfade. 7 a difference image of the two images of the two optical paths.

1 zeigt eine schematische seitliche Darstellung eines erfindungsgemäßen optischen Messsystems 1 bei einem Bearbeitungsverfahren mit Prozesslicht 20. Es ist ein Werkzeugkopf 2 in Form eines Laserschneidkopfes 2 vorhanden, welcher sich in einer Bewegungsrichtung A über die ihm zugewandte Oberfläche 30 eines zu bearbeitenden Werkstücks 3 bewegt. 1 shows a schematic side view of an optical according to the invention measuring Systems 1 in a processing method with process light 20 , It is a tool head 2 in the form of a laser cutting head 2 present, which is in a direction of movement A on the surface facing it 30 a workpiece to be machined 3 emotional.

Das Werkstück 3 stellt ein Beispiel eines Objektes 3 dar, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet werden kann. Der Laserschneidkopf 2 kann als Werkzeug 20 einen Prozesslaserstrahl 20 nutzen, welcher auch als Prozesslicht 20 bezeichnet werden kann. Der Prozesslaserstrahl 20 kann das Werkstück 3 von der ihm zugewandten Oberfläche 30 zerschneiden, um das Bearbeitungsverfahren des Laserschneidens auszuführen.The workpiece 3 represents an example of an object 3 to which the present invention can be applied. The laser cutting head 2 can as a tool 20 a process laser beam 20 use, which also as process light 20 can be designated. The process laser beam 20 can the workpiece 3 from the surface facing it 30 cut to perform the machining process of the laser cutting.

In Bewegungsrichtung A auf der Trajektorie vor dem Laserschneidkopf 2 ist ein erfindungsgemäßes optisches Messsystem 1 angeordnet, so dass dieses einen konstanten Abstand zum Prozesslaserstrahl 30 aufweist und sich mit dem Laserschneidkopf 2 mit und auf dessen Trajektorie vor diesem her bewegen kann. Das optische Messsystem 1 dient der Erfassung des Bereichs vor dem Prozesslaserstrahl 30, um hier eine Abstandmessung durchzuführen.In the direction of movement A on the trajectory in front of the laser cutting head 2 is an optical measuring system according to the invention 1 arranged so that this is a constant distance to the process laser beam 30 and with the laser cutting head 2 with and on whose trajectory can move before this. The optical measuring system 1 serves to detect the area in front of the process laser beam 30 to perform a distance measurement here.

Zu diesem Zweck weist das optische Messsystem 1 eine Signaleinheit 10 in Form einer Lichtquelle 10 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel eine Laserquelle 10 ist. Die Laserquelle 10 sendet einen Signallichtstrahl 10a in Form eines Signallaserstrahls 10a zur ihm zugewandten zu messenden Oberfläche 30 des Werkstücks 3 hin aus. Der ausgesendete Signallaserstrahl 10a trifft dort auf der Trajektorie und in Bewegungsrichtung A vor dem Prozesslaserstrahl 20 auf der zu messenden Oberfläche 30 des Werkstücks 3 und wird als reflektierter Signallaserstrahl 10b zurückgeworfen.For this purpose, the optical measuring system 1 a signal unit 10 in the form of a light source 10 which in this embodiment is a laser source 10 is. The laser source 10 sends a signal light beam 10a in the form of a signal laser beam 10a to the surface facing it to be measured 30 of the workpiece 3 out. The emitted signal laser beam 10a meets there on the trajectory and in the direction of movement A in front of the process laser beam 20 on the surface to be measured 30 of the workpiece 3 and is called a reflected signal laser beam 10b thrown back.

Das optische Messsystem 1 weist ferner eine optische Erfassungseinheit 11 auf, welche mit ihrem optischen Erfassungsbereich 11a auf die zu messende Oberfläche 30 des Werkstücks 3 dort ausgerichtet ist, wo der reflektierte Signallaserstrahl 10b zurückgeworfen wird. In diesem Bereich der zu messenden Oberfläche 30 des Werkstücks 3 erfasst die optische Erfassungseinheit 11 einen Objektbereich 11b, welcher den reflektierten Signallaserstrahl 10b und dessen Umgebung auf der zu messenden Oberfläche 30 des Werkstücks 3 umfasst. Unter dem Objektbereich 11b wird auch dessen optisches Abbild verstanden. Dabei ist dieser Objektbereich 11b derart gegenüber dem Prozesslaserstrahl 20 ausgerichtet und angeordnet, dass der Bereich in Bewegungsrichtung A auf der Trajektorie vor dem Prozesslaserstrahl 20 ausreichend erfasst werden kann, um hier Hindernisse zu erkennen, die den Prozesslaserstrahl 20 stören und bzw. oder mit denen der Laserschneidkopf 2 kollidieren könnte.The optical measuring system 1 further comprises an optical detection unit 11 on, which with their optical detection range 11a on the surface to be measured 30 of the workpiece 3 is aligned where the reflected signal laser beam 10b is thrown back. In this area of the surface to be measured 30 of the workpiece 3 detects the optical detection unit 11 an object area 11b , which the reflected signal laser beam 10b and its surroundings on the surface to be measured 30 of the workpiece 3 includes. Under the object area 11b is also understood its optical image. Here is this object area 11b in such a way opposite the process laser beam 20 aligned and arranged that the area in the direction of movement A on the trajectory in front of the process laser beam 20 can be detected sufficiently to detect obstacles that the process laser beam 20 disturb and / or with which the laser cutting head 2 could collide.

Zum optischen Messsystem 1 gehört ferner eine Datenverarbeitungseinheit 16 in Form einer Rechnereinheit 16, welche wenigstens mit der optischen Erfassungseinheit 11 signalübertragend verbunden ist, um Informationen und insbesondere Bilddaten von der optischen Erfassungseinheit 11 zu erhalten. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Rechnereinheit 16 ferner mit der Laserquelle 10 sowie mit dem Laserschneidkopf 2 bzw. dessen Antrieben und Achsen (nicht dargestellt) signalübertragend verbunden, um auch von diesen Seiten Informationen zu erhalten bzw. an diese Informationen und insbesondere Steuerungsanweisungen übertragen zu können.To the optical measuring system 1 further includes a data processing unit 16 in the form of a computer unit 16 , which at least with the optical detection unit 11 signal transmitting connected to information and in particular image data from the optical detection unit 11 to obtain. In this embodiment, the computer unit 16 further with the laser source 10 as well as with the laser cutting head 2 or its drives and axes (not shown) signal transmitting connected to receive information from these pages or to be able to transfer this information and in particular control instructions.

Es ist bekannt, die Bilddaten des reflektierten Signallaserstrahls 10b und des Objektbereichs 11b z. B. für eine Abstandsbestimmung mittels Lasertriangulation zu verwenden, um Hindernisse auf der Trajektorie vor dem Prozesslaserstrahl 20 zu erkennen. Hierbei kann das Streulicht des Prozesslaserstrahls 20 jedoch ebenso stören wie Funken, die durch das Laserschneiden erzeugt werden können. Diese unerwünschten Lichteinflüsse können als Störlicht 31 bezeichnet werden. Um dennoch z. B. die Lasertriangulation zur Messung wie z. B. Abstandsbestimmung bei Bearbeitungsverfahren mit Störlicht 31 (vgl. 4 bis 7) anwenden zu können, kann erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen werden:It is known the image data of the reflected signal laser beam 10b and the object area 11b z. B. for a distance determination using laser triangulation to obstacles on the trajectory before the process laser beam 20 to recognize. Here, the scattered light of the process laser beam 20 however, as well as sparks that can be generated by laser cutting. These unwanted light effects can be used as stray light 31 be designated. Nevertheless, z. As the laser triangulation for measurement such. B. Distance determination in machining processes with stray light 31 (see. 4 to 7 ) can be used according to the invention as follows:

2 zeigt eine schematische seitliche Darstellung der optischen Erfassungseinheit 11 des erfindungsgemäßen optischen Messsystems 1. Die optische Erfassungseinheit 11 weist einen ersten optischen Sensor 12 in Form einer ersten Kamera 12 sowie einen zweiten optischen Sensor 13 in Form einer zweiten Kamera 13 auf. Beide Kameras 12, 13 erfassen grundsätzlich sowohl den reflektierten Signallaserstrahl 10b als auch den Objektbereich 11b bzw. dessen optisches Abbild, welche gemeinsam mit dem reflektierten Signallaserstrahl 10b von der Werkstücküberfläche 30 zurückgeworfen werden. Dabei werden der reflektierte Signallaserstrahl 10b und der Objektbereich 11b von der ersten Kamera 12 auf einem ersten optischen Pfad 12a und von der zweiten Kamera 13 auf einem zweiten optischen Pfad 13a erfasst. Die beiden optischen Pfade 12a, 13a sind grundsätzlich identisch. 2 shows a schematic side view of the optical detection unit 11 of the optical measuring system according to the invention 1 , The optical detection unit 11 has a first optical sensor 12 in the form of a first camera 12 and a second optical sensor 13 in the form of a second camera 13 on. Both cameras 12 . 13 basically capture both the reflected signal laser beam 10b as well as the object area 11b or its optical image, which together with the reflected signal laser beam 10b from the workpiece surface 30 to be thrown back. In this case, the reflected signal laser beam 10b and the object area 11b from the first camera 12 on a first optical path 12a and from the second camera 13 on a second optical path 13a detected. The two optical paths 12a . 13a are basically identical.

Auf die zuvor beschriebene Art und Weise würden der reflektierte Signallaserstrahl 10b und der Objektbereich 11b von den beiden Kameras 12, 13 identisch und damit doppelt erfasst werden. Hierdurch könnten die bestehenden Probleme bei der Anwendung eines optischen Messsystems wie der Lasertriangulation bei Bearbeitungsverfahren mit Störlicht 31 nicht behoben werden. Daher weist die optische Erfassungseinheit 11 des erfindungsgemäßen optischen Messsystems 1 im zweiten optischen Pfad 13a, d. h. vor der zweiten Kamera 13, ein optisches Filter 15 in Form eine Bandsperrfilters 15 auf.In the manner described above, the reflected signal laser beam would 10b and the object area 11b from the two cameras 12 . 13 identical and therefore recorded twice. This could eliminate the existing problems of using an optical measuring system such as laser triangulation in stray light processing methods 31 can not be resolved. Therefore, the optical detection unit 11 of the optical measuring system according to the invention 1 in the second optical path 13a ie in front of the second camera 13 , an optical filter 15 in the form of a band-stop filter 15 on.

Dieses Bandsperrfilter 15 ist jedoch nicht wie bisher bekannt als Bandpassfilter dazu ausgebildet, das Störlicht 31 des Objektbereichs 11b zu blockieren und lediglich der reflektierte Signallaserstrahl 10b passieren zu lassen. Erfindungsgemäß wird genau umgekehrt vorgegangen, indem durch das Bandsperrfilter 15 der reflektierte Signallaserstrahl 10b blockiert und das Abbild des Objektbereichs 11b samt Störlicht 31 hindurchgelassen wird. Auf diese Weise wird seitens der zweiten Kamera 13 ein Bild erfasst, welches den Objektbereich 11b mit Störlicht 31 aber ohne den reflektierten Signallaserstrahl 10b zeigt. Im ersten optischen Pfad 12a ist kein derartiges Filter 15 vorhanden, so dass durch die erste Kamera 12 der Objektbereich 11b mit Störlicht 31 sowie der reflektierte Signallaserstrahl 10b erfasst wird. This bandstop filter 15 However, not as previously known as bandpass filter is designed to the Störlicht 31 of the object area 11b to block and only the reflected signal laser beam 10b to let happen. According to the invention, the procedure is exactly the reverse, by the band-stop filter 15 the reflected signal laser beam 10b blocked and the image of the object area 11b including stray light 31 is passed through. This is done by the second camera 13 captures an image representing the object area 11b with stray light 31 but without the reflected signal laser beam 10b shows. In the first optical path 12a is not such a filter 15 present, so through the first camera 12 the object area 11b with stray light 31 and the reflected signal laser beam 10b is detected.

Diese beiden Bilder können nun der Rechnereinheit 16 übergeben werden, die diese beiden Bilder voneinander subtrahieren und auf diese Weise ein Differenzbild erzeugen kann, welches lediglich den reflektierten Signallaserstrahl 10b aufweist. Auf diese Weise kann erfindungsgemäß das Störlicht 31 vermieden und der reflektierte Signallaserstrahl 10b erfasst werden. Wird nun das Differenzbild zur Abstandserkennung mittels Lasertriangulation verwendet, kann das Verfahren der Lasertriangulation trotz der störenden Einflüsse des Prozesslichts bzw. der bei der Bearbeitung entstehenden Funken der Laserschneidbearbeitung angewendet werden, um hierauf basierend eine Hinderniserkennung im Rahmen einer Prozessüberwachung durchzuführen.These two images can now be used by the computer unit 16 which subtract these two images from each other and can thus produce a difference image, which only the reflected signal laser beam 10b having. In this way, according to the invention, the stray light 31 avoided and the reflected signal laser beam 10b be recorded. If the differential image is used for distance detection by means of laser triangulation, the laser triangulation method can be used despite the interfering influences of the process light or the laser cutting machining sparks, in order to carry out an obstacle detection as part of process monitoring.

Die optische Erfassungseinheit 11 weist ferner einen Strahlteiler 14 auf, welcher die beiden optischen Pfade 12a, 13a von der Werkstückoberfläche 30 erhält und diese derart aufteilt, dass der erste optische Pfad 12a geradlinig durch den Strahlteiler 14 hindurch zur ersten Kamera 12 geführt und der zweite optische Pfad 13a rechtwinkelig vom Strahlteiler 14 zum Bandsperrfilter 15 abgelenkt wird. Hierdurch können zwei bis zum Strahlteiler 14 identische optische Pfade 12a, 13a erzeugt werden, die möglichst ein identisches Bild der gleichen Szene darstellen, was für die spätere Differenzbildung vorteilhaft ist. Gleichzeitig kann eine Separierung der beiden optischen Pfade 12a, 13a ermöglicht werden, so dass lediglich auf den zweiten optischen Pfad 13a eine optische Filterung des reflektierten Signallaserstrahls 10b angewendet werden kann.The optical detection unit 11 also has a beam splitter 14 on which the two optical paths 12a . 13a from the workpiece surface 30 receives and divides them such that the first optical path 12a straight through the beam splitter 14 through to the first camera 12 guided and the second optical path 13a perpendicular from the beam splitter 14 to the band stop filter 15 is distracted. This allows two to the beam splitter 14 identical optical paths 12a . 13a are generated, which represent as possible an identical image of the same scene, which is advantageous for the subsequent difference formation. At the same time, a separation of the two optical paths 12a . 13a be enabled so that only on the second optical path 13a an optical filtering of the reflected signal laser beam 10b can be applied.

3 zeigt ein Ablaufdiagram eines erfindungsgemäßen optischen Messverfahrens, welches das zuvor beschriebene erfindungsgemäße optische Messsystem 1 nutzen kann. Das erfindungsgemäße optische Messverfahren läuft wie folgt ab: In einem ersten Schritt 100 wird der Signallaserstrahl 10a auf die Werkstückoberfläche 30 als zu messende Objektoberfläche 30 ausgesendet, so dass der ausgesendete Signallaserstrahl 10a in Bewegungsrichtung A auf der Trajektorie vor dem Prozesslaserstrahl 20 dort auftrifft, wo der Bereich vor dem Prozesslaserstrahl 20 vermessen bzw. auf Hindernisse überprüft werden soll. Dieser Bereich stellt den Objektbereich 11b dar. 3 shows a flow chart of an optical measuring method according to the invention, which is the optical measuring system according to the invention described above 1 can use. The optical measuring method according to the invention proceeds as follows: In a first step 100 becomes the signal laser beam 10a on the workpiece surface 30 as object surface to be measured 30 emitted so that the emitted signal laser beam 10a in the direction of movement A on the trajectory in front of the process laser beam 20 where it hits where the area in front of the process laser beam 20 measured or checked for obstacles. This area represents the object area 11b represents.

In einem zweiten Schritt 200 wird der ausgesendete Signallaserstrahl 10a als reflektierter Signallaserstrahl 10b zusammen mit dem umgebenden Objektbereich 11b von der Werkstückoberfläche 30 zurückgesendet, und zwar gleichzeitig und identisch auf dem ersten optischen Pfad 12a und auf dem zweiten optischen Pfad 13a. Diese optischen Pfade 12a, 13a werden von der optischen Erfassungseinheit 11 erfasst.In a second step 200 becomes the emitted signal laser beam 10a as a reflected signal laser beam 10b together with the surrounding object area 11b from the workpiece surface 30 sent back, simultaneously and identically on the first optical path 12a and on the second optical path 13a , These optical paths 12a . 13a be from the optical detection unit 11 detected.

In einem dritten Schritt 300 werden der reflektierte Signallichtstrahl 10b zusammen mit dem umgebenden Objektbereich 11b mittels des Strahlteilers 14 der optischen Erfassungseinheit 11 in den ersten optischen Pfad 12a und in den zweiten optischen Pfad 13a geteilt.In a third step 300 become the reflected signal light beam 10b together with the surrounding object area 11b by means of the beam splitter 14 the optical detection unit 11 in the first optical path 12a and in the second optical path 13a divided.

In einem vierten Schritt 400 wird der reflektierte Signallichtstrahl 10b mittels des Bandsperrfilters 15 der optischen Erfassungseinheit 11 aus dem zweiten optischen Pfad 13a herausgefiltert.In a fourth step 400 becomes the reflected signal light beam 10b by means of the band-stop filter 15 the optical detection unit 11 from the second optical path 13a filtered out.

In einem fünften Schritt 500 werden der erste optische Pfad 12a, welcher das optische Abbild des Objektbereichs 11b samt Störlicht 31 sowie den reflektierten Signallaserstrahl 10b aufweist, als erste Bilddaten durch die erste Kamera 12 und der zweite optische Pfad 13a, welcher aufgrund des Bandsperrfilters 15 lediglich das optische Abbild des Objektbereichs 11b samt Störlicht 31 jedoch ohne den reflektierten Signallaserstrahl 10b aufweist, als zweite Bilddaten durch die zweite Kamera 13 erfasst.In a fifth step 500 become the first optical path 12a , which is the optical image of the object area 11b including stray light 31 and the reflected signal laser beam 10b as the first image data by the first camera 12 and the second optical path 13a which due to the band rejection filter 15 only the optical image of the object area 11b including stray light 31 however, without the reflected signal laser beam 10b as the second image data through the second camera 13 detected.

In einem sechsten Schritt 600 wird die Helligkeit der zweiten Bilddaten des zweiten optischen Pfads 13a angepasst. Hierdurch kann eine reduzierte Intensität des zweiten Bildes durch die erfolgte Filterung des vierten Schrittes 400 wieder ausgeglichen werden.In a sixth step 600 becomes the brightness of the second image data of the second optical path 13a customized. This allows a reduced intensity of the second image by the filtering of the fourth step 400 be compensated again.

In einem siebten Schritt 700 wird aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten ein Differenzbild erzeugt, welches im Wesentlichen lediglich den reflektierten Signallaserstrahl 10b aufweist und aus dem das Störlicht herausgefiltert wurde.In a seventh step 700 is generated from the first image data and from the second image data, a difference image which essentially only the reflected signal laser beam 10b and from which the stray light has been filtered out.

4 zeigt ein Bild eines zu messenden Objekts 30 gemäß des ersten optischen Pfads 12a. Dieses Bild stellt einen Objektbereich 11b dar, welcher beispielhaft mehrere Linien 10b, welche reflektierte Signallaserstrahlen 10b darstellen, sowie ein Störlicht 31 aufweist. 5 zeigt das gleiche Bild des zu messenden Objekts 30 gemäß des zweiten optischen Pfads 13a, aus dem die reflektierten Signallaserstrahlen 10b bereits herausgefiltert wurden, so dass lediglich der Objektbereich 11b mit Störlicht 31 dargestellt ist. 6 zeigt das Bild des zweiten optischen Pfads 13a der 5 mit angepasster Helligkeit. 4 shows an image of an object to be measured 30 according to the first optical path 12a , This picture represents an object area 11b which exemplifies several lines 10b , which reflected signal laser beams 10b represent, as well as a stray light 31 having. 5 shows the same picture of the object to be measured 30 according to the second optical path 13a from which the reflected signal laser beams 10b already been filtered out, so that only the object area 11b with stray light 31 is shown. 6 shows the image of the second optical path 13a of the 5 with adjusted brightness.

7 zeigt das Differenzbild der beiden Bilder der beiden optischen Pfade 12a, 13a, d. h. das Differenzbild der 4 und 6. Das Differenzbild weist den reflektierten Signallaserstrahl 10b auf, jedoch nicht das optische Abbild des Objektbereichs 11b samt Störlicht 31. In der 7 ist dabei zu erkennen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren das Störlicht 31 sehr dunkel und vergleichbar den übrigen Bereichen des Abbilds des Objektbereichs 11b dargestellt wird, so dass sich die Linien der reflektierten Signallaserstrahlen 11b deutlich vom Störlicht 31 sowie dem Objektbereich 11b abheben. Auf Basis dieses Differenzbildes der 7 kann nun eine Lasertriangulation deutlich erfolgreicher angewendet werden als auf Basis des Bilds der 4, welches die Linien der reflektierten Signallaserstrahlen 11b und das Störlicht 31 aufweist. 7 shows the difference image of the two images of the two optical paths 12a . 13a , ie the difference image of 4 and 6 , The difference image has the reflected signal laser beam 10b but not the optical image of the object area 11b including stray light 31 , In the 7 is to recognize that by the inventive method, the stray light 31 very dark and comparable to the other areas of the image of the object area 11b is shown, so that the lines of the reflected signal laser beams 11b clearly from the stray light 31 as well as the object area 11b take off. Based on this difference image of 7 Now a laser triangulation can be applied much more successfully than based on the image of the 4 indicating the lines of the reflected signal laser beams 11b and the stray light 31 having.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

AA
Bewegungsrichtung des Werkzeugkopfs 2 Direction of movement of the tool head 2
11
optisches Messsystemoptical measuring system
1010
Signaleinheit, Lichtquelle, LaserquelleSignal unit, light source, laser source
10a10a
zur Objektoberfläche 30 hin ausgesendeter Signallichtstrahl bzw. ausgesendeter Signallaserstrahlto the object surface 30 emitted signal light beam or emitted signal laser beam
10b10b
von Objektoberfläche 30 reflektierter Signallichtstrahl bzw. reflektierter Signallaserstrahlfrom object surface 30 reflected signal light beam or reflected signal laser beam
1111
optische Erfassungseinheitoptical detection unit
11a11a
optischer Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinheit 11 Optical detection area of the optical detection unit 11
11b11b
Objektbereich der optischen Erfassungseinheit 11 auf Objektoberfläche 30 Object area of the optical detection unit 11 on object surface 30
1212
erster optischer Sensor bzw. erste Kamera der optischen Erfassungseinheit 11 first optical sensor or first camera of the optical detection unit 11
12a12a
optischer Pfad des ersten optischen Sensors 12, erster optischer Pfad des reflektierten Signallichtstrahls 10b optical path of the first optical sensor 12 , first optical path of the reflected signal light beam 10b
1313
zweiter optischer Sensor bzw. zweite Kamera der optischen Erfassungseinheit 11 second optical sensor or second camera of the optical detection unit 11
13a13a
optischer Pfad des zweiten optischen Sensors 13, zweiter optischer Pfad des reflektierten Signallichtstrahls 10b optical path of the second optical sensor 13 , second optical path of the reflected signal light beam 10b
1414
Strahlteiler der optischen Erfassungseinheit 11, Strahlenteiler des ersten optischen Pfads 12a und des zweiten optischen Pfads 13a Beam splitter of the optical detection unit 11 , Beam splitter of the first optical path 12a and the second optical path 13a
1515
optisches Filter bzw. Bandsperrfilter des zweiten optischen Sensors 13 bzw. des zweiten optischen Pfads 13a optical filter or band rejection filter of the second optical sensor 13 or the second optical path 13a
1616
Datenverarbeitungseinheit, RechnereinheitData processing unit, computer unit
22
Werkzeugkopf, LaserschneidkopfTool head, laser cutting head
2020
Werkzeug, Prozesslaserstrahl, ProzesslichtTool, process laser beam, process light
33
Objekt, WerkstückObject, workpiece
3030
dem Werkzeugkopf 2 bzw. dem optischen Messsystem 1 zugewandte zu messende Objektoberfläche bzw. zu überwachende Werkstückoberflächethe tool head 2 or the optical measuring system 1 facing object surface to be measured or workpiece surface to be monitored
3131
Störlicht des Werkzeugs 20 auf Objektoberfläche 30 Distortion light of the tool 20 on object surface 30
100100
erster Schritt des Aussendens eines Signallichtstrahls 10a first step of emitting a signal light beam 10a
200200
zweiter Schritt des Rücksendens eines reflektierten Signallichtstrahls 10b second step of returning a reflected signal light beam 10b
300300
dritter Schritt des Teilens des reflektierten Signallichtstrahls 10b third step of dividing the reflected signal light beam 10b
400400
vierter Schritt des Herausfilterns des reflektierten Signallichtstrahls 10b Fourth step of filtering out the reflected signal light beam 10b
500500
fünfter Schritt des gleichzeitiges Erfassens beider optischer Pfade 12a, 13a fifth step of simultaneously detecting both optical paths 12a . 13a
600600
sechster Schritt des Anpassens der Helligkeit des zweiten optischen Pfads 13a sixth step of adjusting the brightness of the second optical path 13a
700700
siebter Schritt der Erzeugung eines Differenzbildesseventh step of generating a difference image

Claims (9)

Optisches Messsystem (1), mit einer Signaleinheit (10), welche ausgebildet ist, einen Signallichtstrahl (10a) auf eine zu messende Objektoberfläche (30) auszusenden, und mit einer optischen Erfassungseinheit (11), welche ausgebildet ist, den von der Objektoberfläche (30) reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit einem umgebenden Objektbereich (11b) zu erfassen, wobei die optische Erfassungseinheit (11) einen ersten optischen Sensor (12) aufweist, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11b) auf einem ersten optischen Pfad (12a) zu erfassen, wobei die optische Erfassungseinheit (11) ferner einen zweiten optischen Sensor (13) aufweist, welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11b) auf einem zweiten optischen Pfad (13a) zu erfassen, und wobei die optische Erfassungseinheit (11) ferner ein optisches Filter (15) aufweist, welches im zweiten optischen Pfad (13a) zwischen der zu messenden Objektoberfläche (30) und dem zweiten optischen Sensor (13) angeordnet und ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) aus dem zweiten optischen Pfad (13a) herauszufiltern und den den reflektierten Signallichtstrahl (10b) umgebenden Objektbereich (11b) hindurchzulassen, gekennzeichnet durch eine Datenverarbeitungseinheit (16), welche ausgebildet ist, erste Bilddaten des ersten optischen Pfads (12a) und zweite Bilddaten des zweiten optischen Pfads (13a) zu erhalten, wobei die Datenverarbeitungseinheit (16) ferner ausgebildet ist, aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten ein Differenzbild zu erzeugen.Optical measuring system ( 1 ), with a signal unit ( 10 ), which is formed, a signal light beam ( 10a ) on an object surface to be measured ( 30 ) and with an optical detection unit ( 11 ), which is formed from the surface of the object ( 30 ) reflected signal light beam ( 10b ) together with a surrounding object area ( 11b ), wherein the optical detection unit ( 11 ) a first optical sensor ( 12 ), which is formed, the reflected signal light beam ( 10b ) together with the surrounding object area ( 11b ) on a first optical path ( 12a ), wherein the optical detection unit ( 11 ) further comprises a second optical sensor ( 13 ), which is formed, the reflected signal light beam ( 10b ) together with the surrounding object area ( 11b ) on a second optical path ( 13a ), and wherein the optical detection unit ( 11 ) an optical filter ( 15 ), which in the second optical path ( 13a ) between the object surface to be measured ( 30 ) and the second optical sensor ( 13 ) is arranged and formed, the reflected signal light beam ( 10b ) from the second optical path ( 13a ) and the reflected signal light beam ( 10b ) surrounding object area ( 11b ), characterized by a data processing unit ( 16 ) which is formed, first image data of the first optical path ( 12a ) and second image data of the second optical path ( 13a ) to obtain, the data processing unit ( 16 ) is further configured to generate a difference image from the first image data and from the second image data. Optisches Messsystem (1) gemäß Anspruch 1, ferner mit einem Strahlteiler (14), welcher ausgebildet ist, den reflektierten Signallichtstrahl (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11a) in den ersten optischen Pfad (12a) und in den zweiten optischen Pfad (13a) zu teilen, wobei der optische Filter (15) im zweiten optischen Pfad (13a) zwischen dem Strahlteiler (14) und dem zweiten optischen Sensor (13) angeordnet ist.Optical measuring system ( 1 ) according to claim 1, further comprising a beam splitter ( 14 ), which is formed, the reflected signal light beam ( 10b ) together with the surrounding object area ( 11a ) in the first optical path ( 12a ) and the second optical path ( 13a ), the optical filter ( 15 ) in the second optical path ( 13a ) between the beam splitter ( 14 ) and the second optical sensor ( 13 ) is arranged. Optisches Messsystem (1) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das optische Filter (15) ein Bandsperrfilter (15) ist, welches ausgebildet ist, die Wellenlänge des reflektierten Signallichtstrahls (10b) aus dem zweiten optischen Pfad (13a) herauszufiltern.Optical measuring system ( 1 ) according to claim 1 or 2, wherein the optical filter ( 15 ) a band stop filter ( 15 ), which is formed, the wavelength of the reflected signal light beam ( 10b ) from the second optical path ( 13a ) filter out. Optisches Messsystem (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der erste optische Sensor (12) und/oder der zweite optische Sensor (13) eine Kamera (12, 13), insbesondere eine Hochgeschwindigkeitskamera (12, 13), ist/sind.Optical measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the first optical sensor ( 12 ) and / or the second optical sensor ( 13 ) a camera ( 12 . 13 ), in particular a high-speed camera ( 12 . 13 ), is / are. Optisches Messsystem (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Datenverarbeitungseinheit (16) ferner ausgebildet ist, basierend auf dem Differenzbild ein Triangulationsverfahren durchzuführen.Optical measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the data processing unit ( 16 ) is further configured to perform a triangulation based on the difference image. Optisches Messsystem (1) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der zweite optische Sensor (13) und/oder die Datenverarbeitungseinheit (16) ausgebildet ist/sind, bei den Bilddaten des zweiten optischen Pfads (13a) eine Helligkeitsanpassung durchzuführen.Optical measuring system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the second optical sensor ( 13 ) and / or the data processing unit ( 16 ) is formed, in the image data of the second optical path ( 13a ) perform a brightness adjustment. Optisches Messverfahren, mit den Schritten: Aussenden (100) eines Signallichtstrahls (10a) auf eine zu messende Objektoberfläche (30), Rücksenden (200) eines von der Objektoberfläche (30) reflektierten Signallichtstrahls (10b) zusammen mit einem umgebenden Objektbereich (11b) auf einem ersten optischen Pfad (12a) und auf einem zweiten optischen Pfad (13a), Herausfiltern (400) des reflektierten Signallichtstrahls (10b) aus dem zweiten optischen Pfad (13a), gleichzeitiges Erfassen (500) des ersten optischen Pfads (12a) als erste Bilddaten und des zweiten optischen Pfads (13a) als zweite Bilddaten, und Erzeugung (700) eines Differenzbildes aus den ersten Bilddaten und aus den zweiten Bilddaten.Optical measuring method, with the steps: sending ( 100 ) of a signal light beam ( 10a ) on an object surface to be measured ( 30 ), Returns ( 200 ) one of the object surface ( 30 ) reflected signal light beam ( 10b ) together with a surrounding object area ( 11b ) on a first optical path ( 12a ) and on a second optical path ( 13a ), Filtering out ( 400 ) of the reflected signal light beam ( 10b ) from the second optical path ( 13a ), simultaneous capture ( 500 ) of the first optical path ( 12a ) as the first image data and the second optical path ( 13a ) as second image data, and generation ( 700 ) of a difference image from the first image data and from the second image data. Optisches Messverfahren gemäß Anspruch 7, mit dem weiteren Schritt zwischen dem Schritt des Rücksendens (200) und dem Schritt des Herausfilterns (400): Teilen (300) des reflektierten Signallichtstrahls (10b) zusammen mit dem umgebenden Objektbereich (11b) in den ersten optischen Pfad (12a) und in den zweiten optischen Pfad (13a).An optical measuring method according to claim 7, comprising the further step between the step of returning ( 200 ) and the step of filtering out ( 400 ): Share ( 300 ) of the reflected signal light beam ( 10b ) together with the surrounding object area ( 11b ) in the first optical path ( 12a ) and the second optical path ( 13a ). Optisches Messverfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, mit dem weiteren Schritt nach dem Schritt des gleichzeitigen Erfassens (500): Anpassen (600) der Helligkeit der zweiten Bilddaten des zweiten optischen Pfads (13a).Optical measuring method according to claim 7 or 8, comprising the further step after the step of simultaneous detection ( 500 ): To adjust ( 600 ) the brightness of the second image data of the second optical path ( 13a ).
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