DE102016105426B4 - Optical measuring system and optical measuring method - Google Patents
Optical measuring system and optical measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016105426B4 DE102016105426B4 DE102016105426.7A DE102016105426A DE102016105426B4 DE 102016105426 B4 DE102016105426 B4 DE 102016105426B4 DE 102016105426 A DE102016105426 A DE 102016105426A DE 102016105426 B4 DE102016105426 B4 DE 102016105426B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- optical
- optical path
- signal light
- light beam
- reflected signal
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K10/00—Welding or cutting by means of a plasma
- B23K10/02—Plasma welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/032—Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/38—Removing material by boring or cutting
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
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
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.
- 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.
- • 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.
- • 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:
Das Werkstück
In Bewegungsrichtung A auf der Trajektorie vor dem Laserschneidkopf
Zu diesem Zweck weist das optische Messsystem
Das optische Messsystem
Zum optischen Messsystem
Es ist bekannt, die Bilddaten des reflektierten Signallaserstrahls
Auf die zuvor beschriebene Art und Weise würden der reflektierte Signallaserstrahl
Dieses Bandsperrfilter
Diese beiden Bilder können nun der Rechnereinheit
Die optische Erfassungseinheit
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
In einem vierten Schritt
In einem fünften Schritt
In einem sechsten Schritt
In einem siebten Schritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- AA
-
Bewegungsrichtung des Werkzeugkopfs
2 Direction of movement of thetool 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 theobject surface 30 emitted signal light beam or emitted signal laser beam - 10b10b
-
von Objektoberfläche
30 reflektierter Signallichtstrahl bzw. reflektierter Signallaserstrahlfromobject 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 theoptical detection unit 11 - 11b11b
-
Objektbereich der optischen Erfassungseinheit
11 auf Objektoberfläche30 Object area of theoptical detection unit 11 onobject surface 30 - 1212
-
erster optischer Sensor bzw. erste Kamera der optischen Erfassungseinheit
11 first optical sensor or first camera of theoptical detection unit 11 - 12a12a
-
optischer Pfad des ersten optischen Sensors
12 , erster optischer Pfad des reflektierten Signallichtstrahls10b optical path of the firstoptical sensor 12 , first optical path of the reflectedsignal light beam 10b - 1313
-
zweiter optischer Sensor bzw. zweite Kamera der optischen Erfassungseinheit
11 second optical sensor or second camera of theoptical detection unit 11 - 13a13a
-
optischer Pfad des zweiten optischen Sensors
13 , zweiter optischer Pfad des reflektierten Signallichtstrahls10b optical path of the secondoptical sensor 13 , second optical path of the reflectedsignal light beam 10b - 1414
-
Strahlteiler der optischen Erfassungseinheit
11 , Strahlenteiler des ersten optischen Pfads12a und des zweiten optischen Pfads13a Beam splitter of theoptical detection unit 11 , Beam splitter of the firstoptical path 12a and the secondoptical path 13a - 1515
-
optisches Filter bzw. Bandsperrfilter des zweiten optischen Sensors
13 bzw. des zweiten optischen Pfads13a optical filter or band rejection filter of the secondoptical sensor 13 or the secondoptical 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 Messsystem1 zugewandte zu messende Objektoberfläche bzw. zu überwachende Werkstückoberflächethetool head 2 or the optical measuring system1 facing object surface to be measured or workpiece surface to be monitored - 3131
-
Störlicht des Werkzeugs
20 auf Objektoberfläche30 Distortion light of thetool 20 onobject surface 30 - 100100
-
erster Schritt des Aussendens eines Signallichtstrahls
10a first step of emitting a signal light beam10a - 200200
-
zweiter Schritt des Rücksendens eines reflektierten Signallichtstrahls
10b second step of returning a reflectedsignal light beam 10b - 300300
-
dritter Schritt des Teilens des reflektierten Signallichtstrahls
10b third step of dividing the reflectedsignal light beam 10b - 400400
-
vierter Schritt des Herausfilterns des reflektierten Signallichtstrahls
10b Fourth step of filtering out the reflectedsignal light beam 10b - 500500
-
fünfter Schritt des gleichzeitiges Erfassens beider optischer Pfade
12a ,13a fifth step of simultaneously detecting bothoptical paths 12a .13a - 600600
-
sechster Schritt des Anpassens der Helligkeit des zweiten optischen Pfads
13a sixth step of adjusting the brightness of the secondoptical path 13a - 700700
- siebter Schritt der Erzeugung eines Differenzbildesseventh step of generating a difference image
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016105426.7A DE102016105426B4 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Optical measuring system and optical measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016105426.7A DE102016105426B4 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Optical measuring system and optical measuring method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016105426A1 DE102016105426A1 (en) | 2017-09-28 |
DE102016105426B4 true DE102016105426B4 (en) | 2018-01-11 |
Family
ID=59814481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016105426.7A Active DE102016105426B4 (en) | 2016-03-23 | 2016-03-23 | Optical measuring system and optical measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016105426B4 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3581881A1 (en) * | 2018-06-15 | 2019-12-18 | Hexagon Technology Center GmbH | Surface measurement by means of excited fluorescence |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674893B1 (en) * | 1999-10-19 | 2004-01-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Three-dimensional shape measuring apparatus |
US20040041996A1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-04 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Range finder and method |
-
2016
- 2016-03-23 DE DE102016105426.7A patent/DE102016105426B4/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6674893B1 (en) * | 1999-10-19 | 2004-01-06 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Three-dimensional shape measuring apparatus |
US20040041996A1 (en) * | 2002-08-28 | 2004-03-04 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Range finder and method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016105426A1 (en) | 2017-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102015012565B3 (en) | Device and method for increasing the accuracy of an OCT measuring system for laser material processing | |
EP3294488B1 (en) | Laser cutting device with an observation system | |
EP1128927B1 (en) | Method and device for machining workpieces using high-energy radiation | |
WO2017182107A1 (en) | Method and device for measuring the depth of the vapour cavity during a machining process with a high-energy beam | |
DE102017115922C5 (en) | Method and device for measuring and setting a distance between a machining head and a workpiece and associated method for regulation | |
EP3525975B1 (en) | Method and device for determining and regulating a focal position of a machining beam | |
DE102015015330B4 (en) | Processing device and method for monitoring a processing process carried out with a processing device | |
EP3102361B1 (en) | Method for identifying an edge contour of an opening on a machining head, and machining tool | |
DE102006015383B4 (en) | Apparatus and method for laser welding a first workpiece to a second workpiece | |
DE102014000330B3 (en) | Method for monitoring and controlling the focus position of a laser beam during laser cutting | |
DE102013226961B4 (en) | Test device and method for computer-aided monitoring of a attached to a processing optics tool part of a device for material processing and apparatus for computer-aided material processing | |
EP3111161B1 (en) | Method and device for optically determining a distance | |
WO2020025200A1 (en) | Measuring device for determining a distance between a laser machining head and a workpiece, laser machining system comprising same, and method for determining a distance between a laser machining head and a workpiece | |
DE102021002040A1 (en) | Welding device and method for joining a first workpiece to a second workpiece by laser welding | |
EP3290154A2 (en) | Method for monitoring a grinding process | |
DE102016105426B4 (en) | Optical measuring system and optical measuring method | |
WO2019115449A1 (en) | Method and adjustment unit for automatically adjusting a laser beam of a laser processing machine, and laser processing machine comprising the adjustment unit | |
EP1998928B1 (en) | Laser machining unit with a mirror arrangement comprising a mirror having two mirror regions and a shadow zone | |
EP4010145B1 (en) | Method for analyzing a workpiece surface for a laser machining process, and analysis device for analyzing a workpiece surface | |
EP1960156A1 (en) | Device and method for visualizing positions on a surface | |
DE102013203383A1 (en) | Cutting sheet metal blank comprises e.g. providing laser cutting device with two laser cutting heads and control device, producing first laser beam by first laser cutting head, detecting end portion with end point and producing contour part | |
DE102004041935A1 (en) | Device for observing a laser processing process, and device for controlling the laser processing process | |
DE102017002922B4 (en) | A monitoring system for a processing system, processing system and method for monitoring a processing system | |
DE102017009559B4 (en) | Measuring device for monitoring, system for processing and monitoring, and method for monitoring | |
DE102020211533B3 (en) | Measuring instrument for a laser tool, laser tool and workpiece processing device, and method for measuring a distance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |