DE102016107272A1

DE102016107272A1 - Konzept zum Prüfen eines Objekts

Info

Publication number: DE102016107272A1
Application number: DE102016107272.9A
Authority: DE
Inventors: Simon Geldner; Marko Tscherepanow; Josef Papenfort
Original assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Current assignee: Beckhoff Automation GmbH and Co KG
Priority date: 2016-04-20
Filing date: 2016-04-20
Publication date: 2017-10-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Konzept zum Prüfen eines Objekts (205) unter Verwendung von zwei Kameras (101, 103), wobei das zu prüfende Objekt (205) von dem Bildfeld (105) der ersten Kamera (101) in das Bildfeld (107) der zweiten Kamera (103) mittels zweier Schlitten (401, 403) verfahren wird, die auf einer Laufschiene (203) bewegbar angeordnet sind und mittels einer Linearmotor-Antriebseinrichtung (215) bewegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Prüfen eines Objekts. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Computerprogrammprodukt.
Die Übersetzung DE 693 00 199 T2 der Europäischen Patentschrift EP 0 554 811 B1 zeigt eine Einrichtung zum Nachweis von Druckfehlern in einer rotierenden Druckmaschine.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 018 855 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Inspektion von Druckerzeugnissen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin zu sehen, ein Konzept zum effizienten Prüfen eines Objekts bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts bereitgestellt, umfassend:

– eine erste Kamera zum Aufnehmen eines ersten Bildes eines sich in einem Bildfeld der ersten Kamera befindenden, zu prüfenden Objekts mit einer ersten relativen Bildauflösung,
– eine zweite Kamera zum Aufnehmen eines zweiten Bildes des sich in einem Bildfeld der zweiten Kamera befindenden, zu prüfenden Objekts mit einer zweiten relativen Bildauflösung,
– wobei die zweite relative Bildauflösung größer ist als die erste relative Bildauflösung,
– zumindest einen auf einer ortsfest angeordneten Laufschiene bewegbar angeordneten Schlitten zum Bewegen des zu prüfenden Objekts vom Bildfeld der ersten Kamera in das Bildfeld der zweiten Kamera,
– eine Linearmotor-Antriebseinrichtung zum Antreiben des zumindest einen Schlittens,
– einen Prozessor, der ausgebildet ist, in dem ersten Bild ein Merkmal des zu prüfenden Objekts zu erfassen,
– wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, eine Prüfposition für den zumindest einen Schlitten zu ermitteln, so dass das erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera liegt, wenn sich der zumindest eine Schlitten in der Prüfposition befindet,
– wobei die Linearmotor-Antriebseinrichtung ausgebildet ist, den zumindest einen Schlitten in die Prüfposition zu bewegen,
– wobei die zweite Kamera ausgebildet ist, ein zweites Bild des Objekts mit der zweiten relativen Bildauflösung aufzunehmen, wenn sich der zumindest eine Schlitten in der Prüfposition befindet, wobei das zweite Bild das erfasste Merkmal umfasst, so dass das erfasste Merkmal basierend auf dem zweiten Bild geprüft werden kann.

Nach einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung der Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:

– Aufnehmen eines ersten Bildes des zu prüfenden Objekts mit der ersten relativen Bildauflösung mittels der ersten Kamera,
– Erfassen eines Merkmals des zu prüfenden Objekts in dem ersten Bild mittels des Prozessors,
– Ermitteln einer Prüfposition für den zumindest einen Schlitten mittels des Prozessors, so dass das erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera liegt, wenn sich der zumindest eine Schlitten in der Prüfposition befindet,
– Bewegen des zumindest einen Schlittens in die Prüfposition mittels der Linear-Antriebseinrichtung,
– Aufnehmen eines zweiten Bildes des zu prüfenden Objekts mit der zweiten relativen Bildauflösung mittels der zweiten Kamera, wenn sich der zumindest eine Schlitten in der Prüfposition befindet, wobei das zweite Bild das erfasste Merkmal umfasst, so dass das erfasste Merkmal basierend auf dem zweiten Bild geprüft werden kann.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt, das in einem in einem Computer einsetzbaren Medium gespeichert ist, wobei das Computerprogrammprodukt computerlesbare Programmiermittel umfasst, mit denen ein Computer das Verfahren zum Prüfen eines Objekts ausführen kann.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, dass zum einen zwei Kameras vorgesehen sind, wobei die zweite Kamera Bilder mit einer höheren relativen Bildauflösung aufnehmen kann als die erste Kamera. Die Bilder, die also mit der zweiten Kamera aufgenommen werden, können also effizient für die Prüfung des Objekts verwendet werden, insofern auf diesen Bildern zum Beispiel mehr Details erkennbar sind als auf Bildern, die mittels der ersten Kamera aufgenommen wurden.
Die Bilder der ersten Kamera hingegen können effizient dafür verwendet werden, um zum einen effizient ein Übersichtsbild des Objekts aufzunehmen, ohne dass hierfür gleich sämtliche Details in einer vergleichbar mit der zweiten Kamera hohen Detailgenauigkeit vorliegen. Zum anderen können die Bilder der ersten Kamera effizient dafür verwendet, ein Merkmal des Objekts zu bestimmen, welches dann mittels der zweiten Kamera genauer, also mit einer höheren relativen Auflösung, untersucht werden kann.
Das heißt also insbesondere, dass die erste Kamera dazu dient, ein bestimmtes Merkmal des Objekts zu lokalisieren, wobei die zweite Kamera anschließend ein Bild des Merkmals aufnimmt.
Die erste Kamera kann als eine Übersichtskamera bezeichnet werden.
Die zweite Kamera kann als eine Inspektionskamera bezeichnet werden.
Mittels der Linearmotor-Antriebseinrichtung ist es weiter in vorteilhafter Weise ermöglicht, das Objekt von dem Bildfeld der ersten Kamera effizient in das Bildfeld der zweiten Kamera zu verfahren, so dass das mittels der ersten Kamera erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera liegt, so dass die zweite Kamera das erfasste Merkmal aufnehmen kann.
Somit ist zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine dynamische Anpassung der Prüfung an das zu prüfende Objekt ermöglicht. Denn unabhängig von den Abmessungen des Objekts kann mittels der Linearmotor-Antriebseinrichtung das Objekt stets so in das Bildfeld der zweiten Kamera bewegt werden (zumindest im Rahmen der konkret vorliegenden Freiheitsgrade), dass das mittels der ersten Kamera erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera liegt.
Somit können in vorteilhafter Weise auch Details in unbekannten Bauteilen geprüft werden.
Da die erste Kamera im Vergleich zur zweiten Kamera geringer auflöst und die zweite Kamera nur relevante Bereiche abbildet, also hier das erfasste Merkmal, kann in vorteilhafter Weise ein Datenoverhead effizient gering gehalten werden. Denn hochauflösende Bilder weisen in der Regel eine größere Dateigröße auf als relativ dazu niedrigauflösende Bilder.
Insbesondere kann in vorteilhafter Weise ein bestimmtes Merkmal, welches mittels der zweiten Kamera hochauflösend erfasst werden soll, effizient mittels der ersten Kamera zeitsparend mittels des Prozessors in dem ersten Bild erfasst werden. Denn üblicherweise dauert eine Auswertung eines Bildes von einem festgelegten Bildfeld mit einer geringeren relativen Auflösung zwecks Erfassung eines bestimmten Merkmals weniger lange als eine Auswertung eines Bildes von dem festgelegten Bildfeld mit einer relativ dazu höheren relativen Auflösung.
Insbesondere ist durch die Verwendung der ortsfest angeordneten Laufschiene, auf welcher der Schlitten bewegbar angeordnet ist, der mittels der Linearmotor-Antriebseinrichtung angetrieben werden kann, eine effiziente Positionierung des Objekts sowohl in das Bildfeld der ersten Kamera als auch in das Bildfeld der zweiten Kamera mit einer hohen Ortsgenauigkeit ermöglicht.
Die Formulierung „zumindest einen Schlitten“ umfasst insbesondere mehrere Schlitten, insbesondere zwei Schlitten.
Das Bildfeld der ersten Kamera kann insbesondere als das erste Bildfeld bezeichnet werden.
Das Bildfeld der zweiten Kamera kann insbesondere als das zweite Bildfeld bezeichnet werden.
Ein Objekt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel ein Bauteil. Allgemein kann das Objekt auch als ein Prüfling bezeichnet werden.
Der Begriff „Bildauflösung“, also insbesondere die erste relative und/oder die zweite relative Bildauflösung, wie er im Rahmen dieser Beschreibung verwendet wird, gibt eine Punktdichte, auch Pixeldichte genannt, an. Die Punktdichte ist eine Auflösung (in Pixeln, [px]) eines Sensors einer Kamera (also insbesondere der ersten und/oder der zweiten Kamera) geteilt durch das Bildfeld ([m]) der Kamera. Selbst wenn nur der Begriff „Bildauflösung“ für sich stehen sollte, also ohne den Zusatz „relativ“, soll stets der Zusatz „relativ“ mitgelesen werden.
Das heißt also insbesondere, dass die erste Kamera einen ersten Sensor mit einer ersten Sensorauflösung aufweist. Die erste relative Bildauflösung ist dann die erste Sensorauflösung geteilt durch eine Größe des ersten Bildfeldes.
Das heißt also insbesondere, dass die zweite Kamera einen zweiten Sensor mit einer zweiten Sensorauflösung aufweist. Die zweite relative Bildauflösung ist dann die zweite Sensorauflösung geteilt durch eine Größe des zweiten Bildfeldes.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der erste Sensor ein Flächensensor oder ein Zeilensensor ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zweite Sensor ein Flächensensor oder ein Zeilensensor ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die relative Bildauflösung, also insbesondere die erste und/oder die zweite Bildauflösung, in einer ersten Dimension, zum Beispiel in x-Richtung, eines ebenen kartesischen Koordinatensystems verschieden von der relativen Bildauflösung, also insbesondere der ersten und/oder der zweiten Bildauflösung, in einer zweiten Dimension, zum Beispiel in y-Richtung, des ebenen kartesischen Koordinatensystems ist.
Das heißt also insbesondere, dass eine relative Bildauflösung in x-Richtung verschieden von einer relativen Bildauflösung in y-Richtung sein kann.
„Verschieden“ bedeutet kleiner oder größer.
Zum Beispiel ist eine Pixelanzahl des ersten und/oder des zweiten Sensors in x-Richtung verschieden von einer Pixelanzahl des ersten und/oder des zweiten Sensors in y-Richtung.
Das heißt also insbesondere, dass die erste Sensorauflösung in x-Richtung verschieden von der ersten Sensorauflösung in y-Richtung sein kann. Das heißt also insbesondere, dass die zweite Sensorauflösung in x-Richtung verschieden von der zweiten Sensorauflösung in y-Richtung sein kann.
Zum Beispiel ist vorgesehen, dass die Sensorauflösung des ersten Bildfeldes in x-Richtung verschieden von der Sensorauflösung des ersten Bildfeldes in y-Richtung ist. Zum Beispiel ist vorgesehen, dass die Sensorauflösung des zweiten Bildfeldes in x-Richtung verschieden von der Sensorauflösung des zweiten Bildfeldes in y-Richtung ist.
Vorstehend wurden Ausführungsbeispiele beschrieben, in denen die relativen Bildauflösungen respektive die Bildfelder respektive die Sensorauflösungen in x-Richtung und in y-Richtung unterschiedlich sein können. Es wird angemerkt, dass in weiteren Ausführungsformen der Begriff „verschieden“ auch durch den Begriff „gleich“ ersetzt werden kann. Das heißt insbesondere, dass die (erste und/oder zweite) relative Bildauflösung in x-Richtung gleich der (ersten und/oder der zweiten) Bildauflösung in y-Richtung sein kann.
Das Hauptcharakteristikum der Inspektionskamera (die zweite Kamera) ist also nicht zwangsweise, dass sie eine höhere Pixelanzahl als die Übersichtkamera aufweist. Vielmehr ist vorgesehen, dass die Punktdichte, also die relative Bildauflösung, höher ist. Faktisch kann die Pixelanzahl des Sensors der zweiten Kamera sogar kleiner als die der ersten Kamera sein und trotzdem kann die zweite Kamera detailliertere Bilder (das heißt Bilder mit höherer Punktdichte) liefern. Das wird in diesem Fall insbesondere mittels einer bestimmten Optik erreicht, um ein entsprechendes zweites Bildfeld einzustellen.
In dem Fall, dass beide Kameras jeweils einen Flächensensor umfassen, so kann sich zum Beispiel die jeweilige Punktdichte in x- und y-Richtung unterscheiden. Um detailliertere Bilder zu liefern, muss die relative Bildauflösung, die, wie vorstehend ausgeführt, auch als Punktdichte bezeichnet werden kann, der zweiten Kamera mindestens in einer Dimension höher sein. In einer Ausführungsform ist die jeweilige Punktdichte, also die jeweilige relative Bildauflösung, der zweiten Kamera in beiden Dimensionen, also sowohl in x-Richtung als auch in y-Richtung, höher als die entsprechenden Punktdichten der ersten Kamera.
In dem Fall, dass beide Kameras jeweils einen Zeilensensor aufweisen, so kann zum Beispiel die jeweilige Punktdichte in Zeilenrichtung und Bewegungsrichtung unterschiedlich sein.
Selbst wenn nur eine der beiden Kameras eine Zeilenkamera, also eine Kamera aufweisend ein Zeilensensor, ist, so ist zum Beispiel vorgesehen, dass die jeweilige Punktdichte der Zeilenkamera in Zeilenrichtung und Bewegungsrichtung unterschiedlich ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Kamera eine Zeilenkamera ist, wobei die Punktdichte der zweiten Kamera mindestens in einer Richtung höher ist als die entsprechende Punktdichte der ersten Kamera. Die vorstehend gemachten Ausführungen im Zusammenhang mit einer Flächenkamera (Kamera aufweisend einen Flächensensor) gelten analog für eine Zeilenkamera.
In einer Ausführungsform ist die zweite Kamera eine Zeilenkamera, wobei die jeweilige Punktdichte der zweiten Kamera sowohl in Bewegungs- als auch in Zeilenrichtung höher als die entsprechenden Punktdichten der ersten Kamera ist.
Dadurch also, dass die Punktdichte der zweiten Kamera mindestens in einer Richtung (x- und/oder y-Richtung) höher ist als die entsprechende Punktdichte der ersten Kamera, kann die zweite Kamera in vorteilhafter Weise detailliertere Bilder liefern als die erste Kamera.
Eine Kamera aufweisend einen Flächensensor kann auch als eine Flächenkamera bezeichnet werden.
Eine Kamera aufweisend einen Zeilensensor kann auch als eine Zeilenkamera bezeichnet werden.
Wenn nachfolgend oder vorstehend ein Sensor beschrieben wird, sollen die entsprechenden Ausführungen sowohl für den ersten als auch für den zweiten Sensor gelten, auch wenn dies nicht explizit erwähnt sein sollte.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor ein optischer Sensor ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor ein Tiefensensor ist. Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass eine Entfernung zum Objekt relativ zur Kamera gemessen werden kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Sensor ein Ultraschallsensor, ein Mikrowellensensor oder ein Röntgensensor ist. Die entsprechenden Bilder sind also respektive Ultraschallbilder, Mikrowellenbilder oder Röntgenbilder.
In einer Ausführungsform ist der Sensor ein bildgebender Sensor.
In einer Ausführungsform umfasst zumindest eine der beiden Kameras, insbesondere beide Kameras, mehrere Sensoren. Die mehreren Sensoren sind zum Beispiel wie einer der vorstehend bezeichneten Sensoren ausgebildet. Bei mehreren Sensoren sind diese zum Beispiel unterschiedlich oder identisch ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist zumindest eine der beiden Kameras, insbesondere beide Kameras, als eine Stereokamera ausgebildet.
In einer Ausführungsform ist eine Lasertriangulationseinrichtung vorgesehen, die für eine Lasertriangulation ausgebildet ist. Dadurch kann zum Beispiel in vorteilhafter Weise eine Distanz von der ersten und/oder der zweiten Kamera zum Objekt gemessen werden.
Im Fall eines Zeilensensors ist nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Objekt mittels des zumindest einen Schlittens durch das Bildfeld der entsprechenden Zeilenkamera gefahren werden, während die entsprechende Zeilenkamera ein Bild aufnimmt. Eine Geschwindigkeit des zumindest einen Schlittens ist während des Verfahrens vorzugsweise konstant und/oder zumindest vorbestimmt, also bekannt.
Das heißt also insbesondere, dass das Objekt mittels des zumindest einen Schlittens durch das erste Bildfeld der ersten Kamera aufweisend einen Zeilensensor gefahren wird, wobei die erste Kamera mittels des Zeilensensors das Objekt erfasst, während das Objekt durch das erste Bildfeld gefahren wird, und basierend auf der Erfassung das erste Bild aufnimmt.
Das heißt also insbesondere, dass das Objekt mittels des zumindest einen Schlittens durch das zweite Bildfeld der zweiten Kamera aufweisend einen Zeilensensor gefahren wird, wobei die zweite Kamera mittels des Zeilensensors das Objekt erfasst, während das Objekt durch das zweite Bildfeld gefahren wird, und basierend auf der Erfassung das zweite Bild aufnimmt.
Die Geschwindigkeit wird zum Beispiel mittels des Prozessors ermittelt. Die Linearmotor-Antriebseinrichtung ist insbesondere ausgebildet, den zumindest einen Schlitten durch das erste und/oder das zweite Bildfeld mit der ermittelten Geschwindigkeit zu fahren.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für zumindest eine der beiden Kameras, insbesondere für beide Kameras, ein sogenannter „ROI“-Bereich festgelegt wird, wobei vorgesehen ist, dass nur dem ROI-Bereich entsprechende Pixel des Sensors ausgelesen werden. „ROI“ steht für „Region of Interest“ und kann mit „Bereich von Interesse“ übersetzt werden. Der ROI-Bereich der ersten Kamera kann auch als ein erster Interessensbereich bezeichnet werden. Der ROI-Bereich der zweiten Kamera kann auch als ein zweiter Interessensbereich bezeichnet werden.
Durch das Vorsehen eines ROI-Bereichs wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass ein Aufwand für eine Datenübertragung, -speicherung und -verarbeitung effizient verringert werden kann.
Darüber hinaus ist es möglich und nach einer Ausführungsform so vorgesehen, die ROI der zweiten Kamera in Abhängigkeit der mit der ersten Kamera ermittelten Daten anzupassen. Wird beispielsweise mithilfe der ersten Kamera ein Merkmal mit einer bestimmten Größe erkannt, zum Beispiel eine Bohrung mit einem bestimmten Durchmesser, so kann die ROI der zweiten Kamera bei der Detailaufnahme des entsprechenden Merkmals auf die ermittelte Größe dieses Merkmals angepasst werden. Ein erkanntes Merkmal erhält also eine optimale ROI, typischerweise geringfügig größer als das Merkmal selbst, was erneut zu einer Effizienzsteigerung bei der Verarbeitung des Bildes führt.
Ein Merkmal im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zum Beispiel eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung. Eine Bohrung kann auch als ein Bohrloch bezeichnet werden.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Prozessor in dem ersten Bild mehrere Merkmale des zu prüfenden Objekts erfasst. Die im Zusammenhang mit einem Merkmal gemachten Ausführungen gelten analog für mehrere Merkmale.
Die erfassten Merkmale sind beispielsweise unterschiedlich oder beispielsweise identisch. Zum Beispiel werden mehrere Bohrungen in dem ersten Bild erfasst. Die zweite Kamera nimmt dann mehrere Bilder der mehreren Bohrungen mit der zweiten relativen Bildauflösung auf, um die Bohrungen zu prüfen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bildfeld der zweiten Kamera kleiner ist als das Bildfeld der ersten Kamera.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein Speicherbedarf für Bilder, die mittels der zweiten Kamera aufgenommen werden, effizient reduziert werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein auf der Laufschiene bewegbar angeordneter erster und zweiter Schlitten vorgesehen sind, wobei der erste Schlitten mittels eines ersten Linearlagers, welches eine erste lineare Verschieberichtung festlegt, mit einer Platte verbunden ist, auf welcher das zu prüfende Objekt angeordnet werden kann, und wobei der zweite Schlitten mittels eines zweiten Linearlagers, welches eine zweite lineare Verschieberichtung festlegt, mit der Platte verbunden ist, wobei die erste und die zweite Verschieberichtung einen Winkel von größer 0°, insbesondere einen Winkel von 45°, bilden, so dass mittels einer Änderung eines Abstands zwischen den beiden Schlitten die Platte relativ zu den beiden Schlitten verschoben werden kann, so dass mittels der zwei Schlitten, der zwei Linearlager und der Platte ein Kreuztisch gebildet ist, wobei der Prozessor ausgebildet ist, eine jeweilige Prüfposition für die zwei Schlitten zu ermitteln, so dass das erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera liegt, wenn sich die beiden Schlitten in ihrer jeweiligen Prüfposition befinden, wobei die Linearmotor-Antriebseinrichtung ausgebildet ist, die zwei Schlitten in die jeweilige Prüfposition zu bewegen.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente Positionierung des zu prüfenden Objekts ermöglicht ist. Insbesondere kann dadurch in vorteilhafter Weise das zu prüfende Objekt in einer Ebene, der Ebene des Kreuztisches, verschoben oder bewegt werden. Es wird somit in effizienter Weise ein hoher Freiheitsgrad erreicht.
Da die Positionen der zwei Schlitten bei einer Linearmotor-Antriebseinrichtung in der Regel effizient und mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden können, ist es darüber in vorteilhafter Weise ermöglicht, das zu prüfende Objekt in eine bestimmte Position mit einer hohen Genauigkeit zu bewegen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Verschieberichtung orthogonal zu einer mittels der Laufschiene vorgegebenen Fahrtrichtung verläuft.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente Bewegung des Kreuztisches ermöglicht ist. Insbesondere wird dadurch in vorteilhafter Weise bewirkt, dass das zweite Linearlager die Bewegung der Platte senkrecht zur Laufrichtung effizient unterstützen, also führen, kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwei Linearlager jeweils einen Lagerschlitten und eine in dem jeweiligen Lagerschlitten geführte Linearführung umfassen, wobei der Lagerschlitten des ersten Linearlagers am ersten Schlitten und die Linearführung des ersten Linearlagers an der Platte oder umgekehrt angeordnet sind, wobei der Lagerschlitten des zweiten Linearlagers am zweiten Schlitten und die Linearführung des zweiten Linearlagers an der Platte oder umgekehrt angeordnet sind.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente Verlagerung der Platte bewirkt werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Kamera einen mehrere Pixel umfassenden Zeilensensor aufweist, wobei der Prozessor ausgebildet ist, diejenigen Pixel des Zeilensensors zu ermitteln, die das erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera erfassen, wobei der Prozessor ausgebildet ist, nur die ermittelten Pixel des Zeilensensors auszulesen, wenn sich das erfasste Merkmal in dem Bildfeld der zweiten Kamera befindet.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine Datenmenge effizient reduziert werden kann. Das heißt also insbesondere, dass ein Speicherbedarf für das zweite Bild effizient reduziert werden kann. Denn es ist vorgesehen, dass Pixel, die nicht das erfasste Merkmal erfassen können, nicht ausgelesen werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine erste Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Objekts mit einem ersten Beleuchtungslicht vorgesehen ist, wenn sich das Objekt in dem Bildfeld der ersten Kamera befindet, wobei eine zweite Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Objekts mit einem zweiten Beleuchtungslicht vorgesehen ist, wenn sich das Objekt in dem Bildfeld der zweiten Kamera befindet.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Bilder effizient aufgenommen werden können. Somit können insbesondere Aufnahmebedingungen, hier die Beleuchtung, effizient eingestellt werden, so dass hierüber zum Beispiel eine ausreichende Helligkeit zur Verfügung steht, was dann wiederum zum Beispiel ein Bildrauschen in den aufgenommenen Bildern effizient reduzieren kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils eine Auflichtbeleuchtung zum Beleuchten des Objekts mit Auflicht umfasst respektive umfassen, wobei die jeweilige Auflichtbeleuchtung als eine Hellfeldbeleuchtung und/oder als eine Dunkelfeldbeleuchtung ausgebildet ist, so dass die erste Kamera respektive die zweite Kamera eine Auflicht-Hellfeldaufnahme des Objekts und/oder eine Auflicht-Dunkelfeldaufnahme des Objekts aufnehmen können.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass Eigenschaften des Merkmals effizient erfasst werden können.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils eine Durchlichtbeleuchtung zum Durchleuchten des Objekts mit Durchlicht umfasst respektive umfassen, wobei die jeweilige Durchlichtbeleuchtung als eine Hellfeldbeleuchtung und/oder als eine Dunkelfeldbeleuchtung ausgebildet ist, so dass die erste Kamera respektive die zweite Kamera eine Durchlicht-Hellfeldaufnahme des Objekts und/oder eine Durchlicht-Dunkelfeldaufnahme des Objekts aufnehmen können.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass Eigenschaften des erfassten Merkmals effizient erfasst werden können.
Eigenschaften eines Merkmals umfassen zum Beispiel eine Größe, also Abmessungen, und/oder eine Rundheit. Das heißt also, dass zum Beispiel ein Durchmesser einer Bohrung geprüft wird. Insbesondere wird eine Rundheit einer Bohrung geprüft. Durch das Vorsehen von unterschiedlichen Beleuchtungsarten (Dunkelfeldbeleuchtung als Durchlicht respektive als Auflicht und/oder Hellfeldbeleuchtung als Durchlicht respektive als Auflicht) können unterschiedliche Eigenschaften eines Merkmals respektive unterschiedliche Merkmale für eine effiziente Aufnahme optimal erfasst werden.
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils ausgebildet ist respektive sind, das Objekt mittels UV-Licht und/oder IR-Licht zu beleuchten.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass effizient Details des Merkmals erfasst werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils ausgebildet ist respektive sind, das Objekt mittels eines gepulsten Beleuchtungslichts zu beleuchten.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass hierüber ein Einfluss des Umgebungslichts effizient reduziert werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, das Objekt abhängig von dem erfassten Merkmal zu beleuchten.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Objekt effizient beleuchtet wird, so dass hierüber das Merkmal effizient mittels der zweiten Kamera aufgenommen werden kann, so dass anschließend eine effiziente Prüfung des Merkmals ermöglicht ist.
Abhängig von dem Merkmal respektive der zu prüfenden Eigenschaft wird als eine der vorstehend beschriebenen Beleuchtungen (Auflicht, Durchlicht, Hellfeld, Dunkelfeld) zum Beleuchten des Merkmals verwendet.
Zum Beispiel umfasst das Objekt eine UV-Kodierung als ein Merkmal, also eine Kodierung, die nur unter UV-Licht sichtbar ist. Dann ist also zum Beispiel vorgesehen, dass bei einem solchen Objekt das Objekt mittels UV-Licht beleuchtet wird, wenn die zweite Kamera ein Bild des Objekts aufnimmt.
Zum Beispiel ist das Merkmal eine Bohrung, die zum Beispiel mit Durchlicht beleuchtet wird, wenn die zweite Kamera ein Bild des Objekts aufnimmt.
Nach noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Kamera jeweils ausgebildet sind, ein Kalibrierungsbild eines ein Referenzmerkmal aufweisenden Kalibrierungsobjekts aufzunehmen, wobei der Prozessor ausgebildet ist, in dem jeweiligen Kalibrierungsbild das Referenzmerkmal zu erfassen, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, basierend auf dem jeweiligen erfassten Referenzmerkmal eine jeweilige Transformationsmatrix zur Umrechnung von Bildkoordinaten der ersten respektive zweiten Kamera in Weltkoordinaten zu ermitteln.
Aufgrund der Kalibrierung ist zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Prüfposition mit einer hohen Genauigkeit angefahren werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, bei einer Prüfung mehrerer jeweils mehrere Merkmale aufweisender Objekte nacheinander, wobei die mehreren Objekte identisch sein sollten, jeweils ein unterschiedliches Merkmal der mehreren Objekte in auf den mittels der ersten Kamera aufgenommenen ersten Bilder der mehreren Objekte zu erfassen und den erfassten unterschiedlichen Merkmalen entsprechende Prüfpositionen für den zumindest einen Schlitten zu ermitteln.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die mehreren Objekte in effizienter Weise zeitsparend geprüft werden können.
Das heißt also insbesondere bei Objekten, die mehrere Bohrungen aufweisen, dass zum Beispiel bei jedem Objekt der mehreren Objekte nur eine Bohrung geprüft wird, wobei für jedes Objekt eine andere Bohrung geprüft wird. So kann zum Beispiel überprüft werden, ob Bohrer einer Bohrmaschine, die die Bohrungen in die Objekte gebohrt haben, einen Defekt aufweisen, zum Beispiel abgebrochen sind. Der Prüfablauf wird also so ausgestaltet, dass nach der jeweiligen Prüfung der mehreren Objekte zumindest jeder Bohrer einmal indirekt geprüft wurde.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine oder beide Kameras stationär angeordnet ist respektive sind.
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass eine effiziente Anordnung der Kameras erzielt werden kann. Insbesondere wird dadurch zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass eine Kabelführung für die Kameras effizient eingerichtet werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Bild des Objekts eine räumliche Lage des Objekts zu ermitteln, wobei der Prozessor ferner ausgebildet ist, basierend auf der ermittelten räumlichen Lage die Prüfposition zu ermitteln.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass die Prüfposition effizient ermittelt werden kann.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts ausgebildet oder eingerichtet ist, das Verfahren zum Prüfen eines Objekts auszuführen oder durchzuführen.
Technische Funktionalitäten der Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts ergeben sich analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens zum Prüfen eines Objekts und umgekehrt.
Das heißt also, dass sich Vorrichtungsmerkmale aus entsprechenden Verfahrensmerkmalen und umgekehrt ergeben.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der zumindest eine Schlitten, insbesondere die beiden Schlitten, einen oder mehrere Permanentmagneten umfasst, die mit der Linearmotor-Antriebseinrichtung in Wirkverbindung stehen.
Nach einer Ausführungsform umfasst die Linearmotor-Antriebseinrichtung mehrere aneinandergereihte Spulen, die einzeln bestromt werden können. Bei Bestromung einer Spule entstehen somit lokale Magnetfelder und somit entsteht ein Kraftfluss zwischen der Spule und dem oder den Permanentmagneten des Schlittens. Durch intelligentes Ansteuern und Bestromen der einzelnen Spulen kann ein „wanderndes“ Magnetfeld erzeugt werden, welches jeden einzelnen Schlitten unabhängig von anderen Schlitten bewegen kann.
Die Spulen sind zum Beispiel entlang der Laufschiene angeordnet.
Nach einer Ausführungsform umfasst der zumindest eine Schlitten eine oder mehrere Laufrollen, die auf einer oder mehreren Laufflächen der Laufschiene abrollen können respektive abrollen.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laufschiene an der Linearmotor-Antriebseinrichtung montiert ist.
Dadurch wird zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt, dass ein effizienter Kraftfluss entstehen kann.
Unter einem Computerprogrammprodukt wird insbesondere ein auf einem Träger gespeichertes Computerprogramm verstanden. Der Träger ist zum Beispiel eine CD, eine DVD, ein ROM, ein RAM, eine BD (Blu-ray Disc) oder ein elektronisches Gerät.
Unter einem Computerprogrammprodukt wird insbesondere ein Embedded System mit einem Computerprogramm, zum Beispiel ein elektronisches Gerät mit einem Computerprogramm, verstanden.
Unter einem Computerprogrammprodukt wird insbesondere ein Computer verstanden, auf dem insbesondere ein Computerprogramm geladen ist, beispielsweise abläuft, vorzugsweise gespeichert ist, beispielsweise ausgeführt oder beispielsweise entwickelt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das erfasste Merkmal basierend auf dem zweiten Bild geprüft wird.
Das Prüfen umfasst insbesondere einen Soll-Ist-Vergleich. Das heißt, dass geprüft wird, ob das vom zweiten Bild umfasste Merkmal einem Referenzmerkmal entspricht. Zum Beispiel wird ein Durchmesser einer Bohrung basierend auf dem zweiten Bild ermittelt, wobei der ermittelte Durchmesser mit einem Referenzdurchmesser verglichen wird. Zum Beispiel wird eine Rundheit einer Bohrung basierend auf dem zweiten Bild ermittelt, wobei die ermittelte Rundheit mit einer Referenzrundheit verglichen wird.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, das erfasste Merkmal basierend auf dem zweiten Bild zu prüfen. Der Prozessor ist insbesondere für einen Soll-Ist-Vergleich ausgebildet. Der Prozessor ist zum Beispiel ausgebildet, einen Durchmesser einer Bohrung basierend auf dem zweiten Bild zu ermitteln und den ermittelten Durchmesser mit einem Referenzdurchmesser zu vergleichen. Der Prozessor ist zum Beispiel ausgebildet, eine Rundheit einer Bohrung basierend auf dem zweiten Bild zu ermitteln und die ermittelte Rundheit mit einer Referenzrundheit zu vergleichen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Bild ein Objekttyp respektive ein Objektmaterial respektive eine Objekteigenschaft zu erfassen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, das Objekt abhängig von dem erfassten Objekttyp respektive erfassten Objektmaterial respektive einer erfassten Objekteigenschaft zu beleuchten und aufzunehmen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein oder mehrere Aufnahmeparameter der zweiten Kamera abhängig von dem erfassten Objekttyp respektive erfassten Objektmaterial respektive einer erfassten Objekteigenschaft angepasst respektive eingestellt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prozessor ausgebildet ist, abhängig von dem erfassten Objekttyp respektive erfassten Objektmaterial respektive einer erfassten Objekteigenschaft einen oder mehrere Aufnahmeparameter der zweiten Kamera anzupassen respektive einzustellen.
Der eine oder die mehreren Aufnahmeparameter der zweiten Kamera umfassen zum Beispiel eine Belichtungszeit und/oder eine Blende und/oder eine Sensorempfindlichkeit.
Die Formulierung „respektive“ umfasst insbesondere die Formulierung „und/oder“.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierbei zeigen
1 eine erste und eine zweite Kamera,
2 eine erste Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts,
3 eine zweite Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts,
4 einen Kreuztisch in einer ersten Position,
5 den Kreuztisch gemäß 4 in einer zweiten Position,
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen eines Objekts,
7 eine Draufsicht auf ein Kalibrierungsobjekt und
8 eine perspektivische Ansicht des Kalibrierungsobjekts gemäß 7.
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
1 zeigt eine erste Kamera 101 und eine zweite Kamera 103, wie sie für eine Vorrichtung zum Prüfen eines Objekts respektive für ein Verfahren zum Prüfen eines Objekts, wie vorstehend und nachstehend beschrieben, verwendet werden können.
Die erste Kamera 101 weist ein Bildfeld 105 auf. Das Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 kann im Folgenden auch als ein erstes Bildfeld bezeichnet werden.
Die zweite Kamera 103 weist ebenfalls ein Bildfeld 107 auf. Das Bildfeld 107 der zweiten Kamera 103 kann im Folgenden als ein zweites Bildfeld bezeichnet werden.
Das erste Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 ist größer als das zweite Bildfeld 107 der zweiten Kamera 103.
Die erste Kamera 101 weist eine erste relative Bildauflösung auf. Das heißt, dass die erste Kamera 101 Bilder mit der ersten relativen Bildauflösung aufnehmen kann.
Die zweite Kamera 103 weist eine zweite relative Bildauflösung auf. Das heißt, dass die zweite Kamera 103 Bilder mit der zweiten relativen Bildauflösung aufnehmen kann.
Die zweite relative Bildauflösung ist größer als die erste relative Bildauflösung. Das heißt, dass die zweite Kamera 103 im Vergleich zur ersten Kamera 101 höher auflösend ist.
Hingegen kann die erste Kamera 101 aufgrund ihres größeren Bildfeldes mehr von einem Objekt aufnehmen oder sogar das Objekt als Ganzes aufnehmen verglichen mit der zweiten Kamera 103.
Insofern kann die erste Kamera 101 auch als eine Übersichtskamera bezeichnet werden. Die zweite Kamera 103 kann auch als eine Inspektionskamera bezeichnet werden.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine der beiden Kameras 101, 103, insbesondere beide Kameras 101, 103, stationär angeordnet sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine der beiden Kameras 101, 103, insbesondere beide Kameras 101, 103, mobil angeordnet sind.
Es ist vorgesehen, dass die erste Kamera 101 ein erstes Bild von einem zu prüfenden Objekt aufnimmt, wenn sich dieses in dem ersten Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 befindet.
Ferner ist vorgesehen, dass die zweite Kamera 103 ein zweites Bild des zu prüfenden Objekts aufnimmt, wenn sich dieses in dem zweiten Bildfeld 107 befindet.
Die beiden Bildfelder 105, 107 sind getrennt voneinander gebildet, überlappen sich also nicht, sind also überlappungsfrei.
Somit ist also vorgesehen, dass das zu prüfende Objekt, welches allgemein und im Folgenden auch als ein Prüfling bezeichnet werden kann, nach einer Aufnahme des ersten Bildes mittels der ersten Kamera 101 vom ersten Bildfeld 105 in das zweite Bildfeld 107 bewegt wird.
Für diese Bewegung ist zumindest ein Schlitten, insbesondere zwei Schlitten, vorgesehen, der auf einer ortsfest angeordneten Laufschiene bewegt werden kann. Der oder die Schlitten werden mittels einer Linearmotor-Antriebseinrichtung angetrieben.
2 zeigt eine erste Vorrichtung 201 zum Prüfen eines Objekts in einer schematischen Draufsicht.
Die Vorrichtung 201 umfasst die erste Kamera 101 und die zweite Kamera 103, wie sie vorstehend im Zusammenhang mit der 1 beschrieben sind. Der Übersicht halber sind die beiden Kameras 101, 103 in der 2 nicht gezeigt. Lediglich das jeweilige Bildfeld 105, 107 ist gezeigt.
Die erste Vorrichtung 201 umfasst ferner eine Laufschiene 203, die ortsfest angeordnet ist. Auf der Laufschiene 203 sind zwei Schlitten (nicht gezeigt) bewegbar angeordnet.
Das erste Bildfeld 105 ist beispielsweise derart bemessen, dass es eine Breite der Laufschiene 203 vollständig abdeckt. Das zweite Bildfeld 107 ist beispielsweise derart bemessen, dass es kleiner ist als eine Breite der Laufschiene 203.
Mittels der beiden Kameras 101, 103 werden ein erstes respektive zweites Bild eines zu prüfenden Objekts 205 aufgenommen.
Der Prüfling 205 umfasst vier Bohrungen 207.
Das erste Bildfeld 105 ist beispielsweise derart bemessen, dass der Prüfling 205 vollständig mittels der ersten Kamera 101 erfasst werden kann.
Das zweite Bildfeld 107 ist beispielsweise derart bemessen, dass der Prüfling 205 nur teilweise mittels der zweiten Kamera 103 erfasst werden kann.
Der Prüfling 205 kann in eine erste Verschieberichtung 211 verschoben werden. Der Prüfling 205 kann in eine zweite Verschieberichtung 213 verschoben werden, wobei die zweite Verschieberichtung senkrecht zu der ersten Verschieberichtung 211 verläuft. Die Art und Weise, wie dies bewirkt wird, wird nachfolgend im Zusammenhang mit den 4 und 5 detailliert beschrieben.
Eine Fahrtrichtung der Schlitten auf der Laufschiene 203 ist symbolisch mittels eines Pfeils mit dem Bezugszeichen 209 gekennzeichnet. Die Schlitten können auch entgegen der Pfeilrichtung des Pfeils 209 bewegt werden. Die erste Verschieberichtung 211 verläuft parallel zur Fahrtrichtung 209.
Zum Antreiben der Schlitten umfasst die erste Vorrichtung 201 eine Linearmotor-Antriebseinrichtung 215. Die Linearmotor-Antriebseinrichtung umfasst zum Beispiel mehrere entlang der Laufschiene 203 aneinandergereihte Spulen, die einzeln bestromt werden können. Die Schlitten umfassen zum Beispiel jeweils einen oder mehrere Permanentmagnete. Bei Bestromung einer Spule entstehen somit lokale Magnetfelder und somit entsteht ein Kraftfluss zwischen der Spule und dem oder den Permanentmagneten der Schlitten. Durch intelligentes Ansteuern und Bestromen der einzelnen Spule kann ein „wanderndes“ Magnetfeld erzeugt werden, welches einen der Schlitten unabhängig vom anderen Schlitten bewegen kann.
Die Vorrichtung 201 umfasst ferner einen Prozessor 217.
Um den Prüfling 205 zu prüfen, ist insbesondere Folgendes vorgesehen.
Die erste Kamera 101 nimmt ein erstes Bild des Prüflings 205 auf, wenn sich dieser in dem ersten Bildfeld 105 befindet.
Der Prozessor 217 wertet das erste Bild aus und führt zum Beispiel eine Bildanalyse des ersten Bildes durch. Das Ziel dieser Bildanalyse ist insbesondere, dass die vier Bohrungen 207 detektiert oder erfasst werden. Diese vier Bohrungen 207 sind also Merkmale des Prüflings 205, die überprüft werden sollen. Zum Beispiel soll eine Rundheit der vier Bohrungen 207 überprüft werden. Zum Beispiel soll ein Durchmesser der vier Bohrungen 207 überprüft werden.
Für diese Prüfung ist die zweite Kamera 103, also die Inspektionskamera, vorgesehen. Diese kann die Bohrungen 207 mit einer höheren Auflösung aufnehmen als die erste Kamera 101, so dass Details, hier die Bohrungen 207, besser erkennbar sind verglichen mit den Bildern, die mittels der Übersichtskamera, also der ersten Kamera 101, aufgenommen wurden.
Da aber das Bildfeld 107 der zweiten Kamera 103 nicht ausreichend groß ist, um alle vier Bohrungen 207 in einem einzigen Bild zu erfassen, müssen die vier Bohrungen 207 nacheinander in das zweite Bildfeld 107 bewegt werden. Hierfür sind die zwei Schlitten vorgesehen.
Der Prozessor 217 ermittelt basierend auf den im ersten Bild erfassten Bohrungen 207 jeweils eine Prüfposition für die zwei Schlitten, so dass, wenn sich die beiden Schlitten in ihrer Prüfposition befinden, eine der Bohrungen 207 in dem zweiten Bildfeld 107 liegt.
Mittels der Linearmotor-Antriebseinrichtung 215 werden die zwei Schlitten nacheinander in ihre jeweilige Prüfposition gefahren, so dass mittels der zweiten Kamera 103 entsprechend ein zweites Bild der jeweiligen Bohrung 207 aufgenommen wird.
Basierend auf den zweiten Bildern der Bohrungen 207 kann dann eine Überprüfung dieser Bohrungen 207 durchgeführt werden, zum Beispiel mittels eines Soll-Ist-Vergleichs, so dass hierüber letztlich eine effiziente Prüfung des Prüflings 205 durchgeführt werden kann.
3 zeigt eine zweite Vorrichtung 301 zum Prüfen eines Objekts in einer schematischen Draufsicht.
Die Vorrichtung 301 ist im Wesentlichen analog ausgebildet wie die Vorrichtung 201 gemäß 2.
Als ein Unterschied ist in der Vorrichtung 301 eine Inspektionskamera, also eine zweite Kamera, vorgesehen, die ein Bildfeld aufweist, welches eine Zeilenform aufweist. Dieses Bildfeld ist in 3 mit dem Bezugszeichen 303 gekennzeichnet. Das heißt also, dass in der Vorrichtung 301 gemäß 3 die zweite Kamera eine Zeilenkamera ist, also einen Zeilensensor aufweist.
Hierbei verläuft das zweite Bildfeld 303 über die gesamte Breite der Laufschiene 203, wobei in einer nicht gezeigten Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass das Bildfeld 303 in seiner Länge kleiner ist als die Breite der Laufschiene 203.
Hierbei ist zum Beispiel vorgesehen, dass nur diejenigen Pixel des Zeilensensors mittels des Prozessors 217 ausgelesen werden, die eine Bohrung 207 erfassen können. Das heißt also, dass diejenigen Pixel des Zeilensensors, die eine Bohrung 207 nicht erfassen, auch mittels des Prozessors 217 nicht ausgelesen werden. Dadurch wird eine Prüfung effizient beschleunigt und kann insofern effizient durchgeführt werden.
4 zeigt in einer schematischen Draufsicht die beiden Schlitten der Vorrichtung 201 respektive 301, mittels welchen der Prüfling 205 sowohl längs (entspricht der Bewegungsrichtung 211 gemäß 2 und 3) als auch quer (entspricht der Bewegungsrichtung 213 gemäß den 2 und 3) relativ zur Fahrtrichtung 209 verschoben werden kann.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die vorstehend und nachstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf den Prüfling 205 erläutert werden. Der Prüfling 205 bedeutet keine Einschränkung. In den erläuterten Ausführungsbeispielen können auch andere Prüflinge vorgesehen sein. Der Prüfling 205 soll somit als ein Platzhalter zwecks beispielhafter Erklärungen angesehen werden. Zum Beispiel kann ein zu prüfendes Objekt mehr oder weniger als 4 Bohrungen aufweisen.
Für die Verschiebung des Prüflings 205 ist ein erster Schlitten 401 vorgesehen, der auf der Laufschiene 203 bewegbar angeordnet ist. Ferner ist ein zweiter Schlitten 403 vorgesehen, der ebenfalls auf der Laufschiene 203 bewegbar angeordnet ist. Beide Schlitten 401, 403 können mittels der Linearmotor-Antriebseinrichtung 215 (in 4 und 5 nicht gezeigt) angetrieben und somit bewegt werden.
Ferner ist eine Platte 405 vorgesehen, auf welcher der Prüfling 205 angeordnet werden kann.
Auf dem ersten Schlitten 401 ist ein erster Lagerschlitten 407 angeordnet. An einer Unterseite der Platte 405, also an der Seite der Platte 405, die den beiden Schlitten 401, 403 zugewandt ist, ist eine erste Linearführung 411 angeordnet, die mittels des ersten Lagerschlittens 407 geführt werden kann. Das heißt also, dass die erste Linearführung 411 im ersten Lagerschlitten 407 linear geführt wird.
Somit ist ein erstes Linearlager 412 gebildet aus dem ersten Lagerschlitten 407 und aus der ersten Linearführung 411 vorgesehen, welches den ersten Schlitten 401 mit der Platte 405 verbindet.
Auf dem zweiten Schlitten 403 ist ein zweiter Lagerschlitten 409 vorgesehen. An der Unterseite der Platte 405 ist eine zweite Linearführung 413 vorgesehen, die in dem zweiten Lagerschlitten 409 linear geführt wird.
Somit ist ein zweites Linearlager 414 gebildet aus dem zweiten Lagerschlitten 409 und aus der zweiten Linearführung 413 vorgesehen, welches den zweiten Lagerschlitten 409 mit der Platte 405 verbindet.
Das heißt also, dass die Platte 405 mittels der beiden Linearlager 412, 414 respektive an den beiden Schlitten 401, 403 gelagert ist.
Durch die beiden Linearlager 412, 414 sind somit zwei lineare Verschieberichtungen vorgesehen. Das erste Linearlager 412 gibt eine erste lineare Verschieberichtung 417 vor. Das zweite Linearlager 414 gibt eine zweite lineare Verschieberichtung 419 vor.
Hierbei ist vorgesehen, dass die zweite Bewegungsrichtung 419 orthogonal oder senkrecht zur Fahrtrichtung 209 verläuft, die mittels der Laufschiene 203 vorgegeben ist. Die erste Bewegungsrichtung 417, die durch das erste Linearlager 412 vorgegeben ist, bildet mit der zweiten Bewegungsrichtung 419 einen Winkel von 45°.
Wenn sich ein Abstand zwischen den beiden Schlitten 401, 403 ändert, so wird die Platte 405 über die erste Linearführung 411 zu einem seitlichen Ausweichen gezwungen. Die zweite Linearführung 413 unterstützt diese seitliche Ausweichbewegung, so dass die Platte seitlich bezogen auf die Fahrtrichtung 209 ausgelenkt wird.
Diese seitliche Auslenkbewegung oder Ausweichbewegung ist symbolisch mittels eines Pfeils mit dem Bezugszeichen 421 gekennzeichnet.
Somit ist mittels der Platte 405 sowie den beiden Linearlagern 412, 414 ein Kreuztisch 415 gebildet.
Mittels einer Änderung des Abstands zwischen den beiden Schlitten 401, 403 kann der Kreuztisch 415 verfahren werden.
5 zeigt in einer schematischen Draufsicht den Kreuztisch 415 in einer bezogen auf die in 4 gezeigten Position anderen Position. Der Abstand zwischen den beiden Schlitten 401, 403 zueinander ist hier kleiner als der in 4 gezeigte Abstand. Die Platte 405 hat sich bezogen auf die Papierebene nach oben bewegt.
Das heißt also, dass bei einer synchronen Bewegung der beiden Schlitten 401, 403 die Platte 405 nur in Fahrtrichtung 209 verfahren wird. Somit kann der Prüfling 205 in der ersten Verschiebungsrichtung 211, wie in 2 und 3 mittels des entsprechenden Pfeils gezeigt, verfahren werden.
Sofern aber ein Abstand zwischen den beiden Schlitten 401, 403 geändert wird, wird die Platte orthogonal zur Fahrtrichtung 209 verschoben, also in Bewegungsrichtung 421. Somit kann also der Prüfling 205 entlang der zweiten Verschieberichtung 213, wie in 2 und 3 mittels des Doppelpfeils symbolisch dargestellt, verschoben werden.
Somit kann also im Rahmen eines entsprechenden Verfahrweges oder Verschiebeweges der beiden Linearlager 412, 414 eine beliebige Position angefahren werden. Somit ist es also in vorteilhafter Weise ermöglicht, die vier Bohrungen 207 des Prüflings 205 nacheinander in das zweite Bildfeld 107 respektive 303 der zweiten Kamera 103 zu verfahren.
Die Positionen, die die beiden Schlitten 401, 403 anfahren müssen, um diese Positionen für die vier Bohrungen 207 in dem zweiten Bildfeld 107 respektive 303 zu erreichen, werden hier als Prüfpositionen bezeichnet, wobei diese Prüfpositionen mittels des Prozessors 217 (in den 4 und 5 ebenfalls nicht gezeigt) basierend auf einer Bildanalyse der Bilder, die mittels der Übersichtkamera 101 vom Prüfling 205 aufgenommen wurden, ermittelt oder berechnet werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine, insbesondere beide, der Kameras 101, 103 eine Monochromkamera ist, also beispielsweise einen Monochromsensor aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine, insbesondere beide, der Kameras 101, 103 eine Farbkamera ist, also beispielsweise einen Farbsensor umfasst.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eine, insbesondere beide, der beiden Kameras 101, 103 ein telezentrisches Objektiv zur Abbildung des zu prüfenden Objekts auf den Bildsensor der entsprechenden Kamera umfasst. Insbesondere weist die zweite Kamera 103 ein solch telezentrisches Objektiv auf.
Ein telezentrisches Objektiv bezeichnet ein Objektiv, welches ein Objekt innerhalb eines Schärfentiefebereichs entfernungsunabhängig immer gleich groß abbildet. Telezentrische Objektive haben in der Regel kaum Verzeichnungen, so dass sie für Mess- und Prüfaufgaben ideal geeignet sind. Der wesentliche Grund hierfür ist insbesondere, dass eine Eintrittspupille des Objektivs im Unendlichen liegt und somit die Hauptstrahlen eines Lichtbündels im Objektraum parallel zur optischen Achse verlaufen.
Ein besonders wichtiger Vorteil telezentrischer Objektive besteht insbesondere darin, dass sie keine perspektivischen Verzerrungen aufweisen.
Nach einer Ausführungsform ist eine Auflichtbeleuchtung vorgesehen, um die Bohrungen 207 mittels Auflicht zu beleuchten.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine Durchlichtbeleuchtung vorgesehen, um die Bohrungen 207 mittels eines Durchlichts zu beleuchten.
Das heißt also, dass die Bohrungen 207 zum Beispiel mittels Auflicht respektive Durchlicht beleuchtet werden.
Um die Bohrungen 207 effizient detektieren zu können, ist zum Beispiel eine indirekte Hellfeldbeleuchtung vorgesehen. Hierfür kann zum Beispiel eine Ringleuchte verwendet werden.
Zum Beispiel ist anstelle oder zusätzlich zu einer indirekten Hellfeldbeleuchtung eine Dunkelfeldbeleuchtung vorgesehen, um die Bohrungen 207 zu beleuchten.
Das heißt also insbesondere, dass zur Aufnahme des ersten respektive zweiten Bildes zumindest eine der vorstehend beschriebenen Beleuchtungsarten vorgesehen ist.
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass für die Aufnahme des ersten respektive zweiten Bildes ein Blitzlicht, zum Beispiel eine gepulste Beleuchtung, verwendet wird. Dadurch wird in effizienter Weise ein Einfluss eines Umgebungslichts bei der Bildaufnahme minimiert. Ferner werden dadurch in vorteilhafter Weise eine Lebensdauer und eine maximale Leistung respektive eine maximale Lichtstärke der Beleuchtung erhöht.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Prüfen eines Objekts unter Verwendung der Vorrichtung 201 respektive 301 zum Prüfen eines Objekts.
Das Verfahren startet beim Element mit dem Bezugszeichen 601.
Gemäß einem Schritt 603 ist vorgesehen, dass der Kreuztisch 415 mittels synchroner Bewegung der beiden Schlitten 401, 403 in das erste Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 bewegt wird, so dass sich der Prüfling 205 beispielsweise mittig im Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 befindet. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist im Schritt 603 anstelle oder zusätzlich zur synchronen Bewegung der beiden Schlitten 401, 403 eine asynchrone Bewegung der beiden Schlitten 401, 403 vorgesehen. Dadurch kann zum Beispiel der technische Vorteil bewirkt werden, dass der Prüfling quer zur Bewegungsrichtung in das Bildfeld 105 der ersten Kamera 101 verschoben werden kann.
In einem Schritt 605 ist vorgesehen, dass mittels der ersten Kamera 101 ein erstes Bild des Prüflings 205 aufgenommen wird. Das heißt also, dass im Schritt 605 eine Bildaufnahme des Prüflings 205 gebildet oder erzeugt wird. Somit steht also ein erstes Bild 607 des Prüflings 205 zur Verfügung.
Der Prozessor 217 führt gemäß einem Schritt 609 eine Bildverarbeitung des ersten Bildes 607 durch, um die vier Bohrungen 207 als Merkmale des Prüflings 205 zu erfassen. Der Prozessor 217 ermittelt zum Beispiel die jeweiligen Koordinaten der Bohrungen 207. Der Prozessor 217 ermittelt ferner Prüfpositionen für die beiden Schlitten 401, 403, so dass immer eine der Bohrungen 207 in dem zweiten Bildfeld 107 respektive 303 der zweiten Kamera 103 liegt, wenn sich die beiden Schlitten 401, 403 in ihrer Prüfposition befinden.
Der Schritt 609 umfasst also einen Schritt 609a (nicht mittels eines separaten Elements dargestellt), in welchem der Prozessor 217 die vier Bohrungen 207 des Prüflings 205 basierend auf dem ersten Bild 607 erfasst.
Der Schritt 609 umfasst ferner einen Schritt 609b (nicht mittels eines separaten Elements dargestellt), in welchem der Prozessor 217 eine jeweilige Prüfposition für die beiden Schlitten 401, 403 ermittelt, so dass eine der Bohrungen 207 in dem zweiten Bildfeld 107 respektive 303 der zweiten Kamera 103 liegt, wenn sich die beiden Schlitten 401, 403 in der jeweiligen Prüfposition befinden.
Der Schritt 609 stellt also als ein Ergebnis die Prüfpositionen 611 zur Verfügung, um die vier Bohrungen 207 nacheinander in das zweite Bildfeld 107 respektive 303 zu verfahren.
In einem Schritt 613 ist vorgesehen, dass die beiden Schlitten 401, 403 zu denjenigen Prüfpositionen gefahren oder bewegt werden, in welchen eine erste der vier Bohrungen 207 im zweiten Bildfeld 107 respektive 303 der zweiten Kamera 103 liegt.
Es wird dann gemäß einem Schritt 615 ein zweites Bild mittels der zweiten Kamera 103 aufgenommen, um ein zweites Bild 617 der ersten der vier Bohrungen 207 zu erhalten.
In einem Schritt 619 findet eine weitere Bildverarbeitung des zweiten Bildes 617 mittels des Prozessors 217 statt. Dieser Schritt 619 umfasst ferner eine Prüfung der entsprechenden Bohrung. Somit wird also als ein Ergebnis des Schritts 619 ein Prüfungsergebnis 621 zur Verfügung gestellt. Ein solches Prüfungsergebnis umfasst zum Beispiel das Ergebnis eines Soll-Ist-Vergleichs. Der Prozessor 217 ermittelt zum Beispiel einen Durchmesser respektive eine Rundheit der ersten der vier Bohrungen 207 und vergleicht diesen respektive diese mit einem Referenzdurchmesser respektive einer Referenzrundheit.
In einem folgenden Schritt 623 wird überprüft, ob noch weitere Prüfpositionen angefahren werden müssen, also ob noch weitere Bohrungen mittels der zweiten Kamera 103 erfasst werden müssen. Sofern also im Schritt 623 festgestellt wurde, dass noch weitere Prüfpositionen angefahren werden müssen, werden in einem Schritt 625 die nächsten Prüfpositionen ausgewählt und das Verfahren wird im Schritt 613 fortgeführt.
Sofern im Schritt 623 festgestellt wurde, dass sämtliche Prüfposition angefahren wurden, also dass dadurch dann auch die vier Bohrungen 207 mittels der zweiten Kamera 103 aufgenommen wurden, werden die beiden Schlitten 401, 403 gemäß einem Schritt 627 in eine vorbestimmte Endposition bewegt. Das heißt, dass dadurch der Prüfling 205 in die vorbestimmte Endposition bewegt wird. In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass nach dem Anfahren sämtlicher Prüfpositionen der Prüfling 205 vom Kreuztisch 415 entfernt wird, zum Beispiel mittels eines Pickers. Der Prüfling 205 kann dann zum Beispiel weiter bearbeitet werden.
In einer Ausführungsform bildet die Laufschiene eine in sich geschlossene Kurve, zum Beispiel einen Kreis.
Die einzelnen Prüfergebnisse 621 werden dann als ein Gesamtprüfergebnis 629 bereitgestellt.
Das Verfahren endet beim Element mit dem Bezugszeichen 631.
Nach einer Ausführungsform ist für die Übersichtskamera 101 eine Hellfeldbeleuchtung vorgesehen, mittels derer das Objekt beleuchtet wird. Insbesondere ist nach einer Ausführungsform für die Inspektionskamera 103 eine monochrome Dunkelfeldbeleuchtung vorgesehen, die in vorteilhafter Weise die Konturen von Bohrungen effizient hervorheben kann.
Nach einer Ausführungsform werden beide Beleuchtungen gepulst.
Im Auflicht-Dunkelfeld ist besonders effizient eine Kontur einer Öffnung eines Bohrlochs inklusive etwaiger Defekte erkennbar respektive detektierbar oder erfassbar mittels des Prozessors im entsprechenden Bild. Alles im Loch bleibt bei einem Auflicht-Dunkelfeld üblicherweise unsichtbar. Im Hellfeld sind Defekte innerhalb des Bohrlochs anhand der Kontur im entsprechenden Bild effizient erkennbar respektive erfassbar oder detektierbar. Die Wahl der konkreten Beleuchtung hängt zum Beispiel von einer Zielstellung ab, also davon was detektiert werden soll. Der Ausdruck „Konturen von Bohrungen“ bedeutet insbesondere „Konturen der Öffnungen von Bohrlöchern“.
Zusammenfassend wird also der Kreuztisch 415 durch gleichzeitiges Verfahren beider Schlitten 401, 403 in das erste Bildfeld 105 der Übersichtskamera 101 bewegt, so dass sich der Prüfling 205 zum Beispiel mittig im ersten Bildfeld 105 befindet. Dann wird ein erstes Bild aufgenommen, in welchem die Bohrungen 207 lokalisiert und daraus die im zweiten Bildfeld 107 der Inspektionskamera 103 anzufahrenden Koordinaten (Prüfpositionen) berechnet werden. Anschließend wird der Prüfling mittels entsprechender Bewegung der beiden Schlitten 401, 403 zu den ersten ermittelten Zielkoordinaten bewegt, in denen mit der Inspektionskamera 103 ein zweites Bild, welches hochauflösender ist als das erste Bild, der Bohrung aufgenommen wird. Das entsprechende Bild, also das zweite Bild, wird analysiert und die Koordinaten der nächsten Bohrung werden angefahren. Dieser Vorgang wird für jede Bohrung wiederholt. Zum Beispiel wird ein Soll-Ist-Vergleich durchgeführt, dessen Ergebnisse zum Beispiel im ersten Bild eingetragen werden, wobei der Prüfling beispielsweise an eine definierte Endposition bewegt wird.
7 zeigt ein Kalibrierungsobjekt 701 in einer Draufsicht. 8 zeigt das Kalibrierungsobjekt 701 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben.
Mittels eines solch beispielhaften Kalibrierungsobjekts 701 wird zum Beispiel eine jeweilige Transformationsmatrix zur Umrechnung von Bildkoordinaten der ersten respektive zweiten Kamera in Weltkoordinaten ermittelt.
Das Kalibrierungsobjekt 701 umfasst vier Bohrungen 703 mit einem ersten Durchmesser und vier zweite Bohrungen 705 mit einem zweiten Durchmesser, wobei der zweite Durchmesser kleiner ist als der erste Durchmesser. Die Durchmesser und die Positionen der Bohrungen 703, 705 sind bekannt. Der erste Durchmesser ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform kleiner als der zweite Durchmesser oder gleich dem zweiten Durchmesser. Zum Beispiel ist einem weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass eine Maske verwendet wird, so dass die Übersichtskamera die äußeren Löcher zur Kalibrierung verwendet anstatt, wie für das gezeigte Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Kalibrierung über die Lochgrößen, also die Durchmesser, durchführt.
Ebenfalls sind Abstände 707, 709 zwischen den Bohrungen 703 respektive Abstände 711, 713 zwischen den Bohrungen 705 bekannt.
Das Kalibrierungsobjekt 701 wird analog zu einem Prüfling 205 mittels der beiden Kameras 101, 103 erfasst, wobei in den entsprechend aufgenommenen Bildern mittels des Prozessors eine Lage und ein Durchmesser der Bohrungen 703, 705 bestimmt werden. Insofern die Durchmesser und die Positionen der Bohrungen 703, 705 bekannt sind, kann somit effizient eine Transformationsmatrix von Bildkoordinaten in Weltkoordinaten ermittelt werden.
Diese Transformationsmatrix wird dann bei einem zu prüfenden Objekt, bei welchem die Durchmesser respektive die Positionen der Bohrungen überprüft werden müssen, verwendet.
In einer anderen Ausführungsform ist eine weiterführende Kalibrierung (inklusive einer Korrektur einer Linsenverzerrung eines Kameraobjektivs) vorgesehen. Hierfür wird zum Beispiel ein Kalibrierungsobjekt verwendet, welches ein Schachbrettmuster aufweist.
Zusammenfassend stellt die Erfindung ein Konzept zum effizienten Prüfen eines Objekts bereit unter Verwendung von beispielsweise zwei Schlitten, die bewegbar auf einer Laufschiene angeordnet sind und die mittels einer Linearmotor-Antriebseinrichtung bewegt werden können. Insbesondere ist eine Platte vorgesehen, die mittels zweier Linearlager mit den beiden Schlitten verbunden ist, so dass hierüber ein Kreuztisch, wie vorstehend beschrieben, gebildet ist. Für die Prüfung werden zwei Kameras verwendet. Die erste Kamera ist insbesondere für eine Lokalisierung der Bohrungen im Prüfling zuständig. Durch eine Umrechnung (mittels der Transformationsmatrix) der in Pixeln ermittelten Lochkoordinaten im Bildkoordinatensystem ins Weltkoordinatensystem ist in vorteilhafter Weise eine Zentrierung der einzelnen Bohrungen im Bildfeld der zweiten Kamera mittels entsprechender Bewegung der Schlitten in die Zielpositionen (Prüfpositionen) ermöglicht. Mithilfe der zweiten Kamera, die beispielsweise ein kleineres Bildfeld aufweist, aber eine größere Sensorauflösung aufweist, könnend die Bohrungen einzeln zum Beispiel hinsichtlich ihres Durchmessers und/oder zum Beispiel ihrer Rundheit untersucht werden. Insbesondere ist vorgesehen, dass eine Position eines Lochmittelpunkts basierend auf dem zweiten Bild bestimmt und mit dem bereits ermittelten Positionswert der ersten Kamera verglichen oder verrechnet wird. Insbesondere ist somit in vorteilhafter Weise ein Soll-Ist-Vergleich ermöglicht, dessen Ergebnisse einem Nutzer anschaulich präsentiert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69300199 T2 [0002]
EP 0554811 B1 [0002]
DE 102005018855 A1 [0003]

Claims

Vorrichtung (201, 301) zum Prüfen eines Objekts (205), umfassend: – eine erste Kamera (101) zum Aufnehmen eines ersten Bildes (607) eines sich in einem Bildfeld (105) der ersten Kamera (101) befindenden, zu prüfenden Objekts (205) mit einer ersten relativen Bildauflösung, – eine zweite Kamera (103) zum Aufnehmen eines zweiten Bildes (617) des sich in einem Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103) befindenden, zu prüfenden Objekts (205) mit einer zweiten relativen Bildauflösung, – wobei die zweite relative Bildauflösung größer ist als die erste relative Bildauflösung, – zumindest einen auf einer ortsfest angeordneten Laufschiene (203) bewegbar angeordneten Schlitten (401, 403) zum Bewegen des zu prüfenden Objekts (205) vom Bildfeld (105) der ersten Kamera (101) in das Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103), – eine Linearmotor-Antriebseinrichtung (215) zum Antreiben des zumindest einen Schlittens (401, 403), – einen Prozessor (217), der ausgebildet ist, in dem ersten Bild (607) ein Merkmal (207) des zu prüfenden Objekts (205) zu erfassen, – wobei der Prozessor (217) ferner ausgebildet ist, eine Prüfposition für den zumindest einen Schlitten (401, 403) zu ermitteln, so dass das erfasste Merkmal (207) in dem Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103) liegt, wenn sich der zumindest eine Schlitten (401, 403) in der Prüfposition befindet, – wobei die Linearmotor-Antriebseinrichtung (215) ausgebildet ist, den zumindest einen Schlitten (401, 403) in die Prüfposition zu bewegen, – wobei die zweite Kamera (103) ausgebildet ist, ein zweites Bild (617) des Objekts (205) mit der zweiten relativen Bildauflösung aufzunehmen, wenn sich der zumindest eine Schlitten (401, 403) in der Prüfposition befindet, wobei das zweite Bild (617) das erfasste Merkmal (207) umfasst, so dass das erfasste Merkmal (207) basierend auf dem zweiten Bild (617) geprüft werden kann.
Vorrichtung (201, 301) nach Anspruch 1, wobei ein auf der Laufschiene (203) bewegbar angeordneter erster (401) und zweiter Schlitten (403) vorgesehen sind, wobei der erste Schlitten (401) mittels eines ersten Linearlagers (412), welches eine erste lineare Verschieberichtung (417) festlegt, mit einer Platte (405) verbunden ist, auf welcher das zu prüfende Objekt (205) angeordnet werden kann, und wobei der zweite Schlitten (403) mittels eines zweiten Linearlagers (414), welches eine zweite lineare Verschieberichtung (419) festlegt, mit der Platte (405) verbunden ist, wobei die erste (417) und die zweite Verschieberichtung (419) einen Winkel von größer 0°, insbesondere einen Winkel von 45°, bilden, so dass mittels einer Änderung eines Abstands zwischen den beiden Schlitten (401, 403) die Platte (405) relativ zu den beiden Schlitten (401, 403) verschoben werden kann, so dass mittels der zwei Schlitten (401, 403), der zwei Linearlager (412, 414) und der Platte (405) ein Kreuztisch (415) gebildet ist, wobei der Prozessor (217) ausgebildet ist, eine jeweilige Prüfposition für die zwei Schlitten (401, 403) zu ermitteln, so dass das erfasste Merkmal (207) in dem Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103) liegt, wenn sich die beiden Schlitten (401, 403) in ihrer jeweiligen Prüfposition befinden, wobei die Linearmotor-Antriebseinrichtung (215) ausgebildet ist, die zwei Schlitten (401, 403) in die jeweilige Prüfposition zu bewegen.
Vorrichtung (201, 301) nach Anspruch 2, wobei die zweite Verschieberichtung (419) orthogonal zu einer mittels der Laufschiene (203) vorgegebenen Fahrtrichtung (209) verläuft.
Vorrichtung (201, 301) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die zwei Linearlager (412, 414) jeweils einen Lagerschlitten (407, 409) und eine in dem jeweiligen Lagerschlitten (407, 409) geführte Linearführung (411, 413) umfassen, wobei der Lagerschlitten (407) des ersten Linearlagers (412) am ersten Schlitten (401) und die Linearführung (411) des ersten Linearlagers (412) an der Platte (405) oder umgekehrt angeordnet sind, wobei der Lagerschlitten (409) des zweiten Linearlagers (414) am zweiten Schlitten (403) und die Linearführung (413) des zweiten Linearlagers (414) an der Platte (405) oder umgekehrt angeordnet sind.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine erste Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Objekts (205) mit einem ersten Beleuchtungslicht vorgesehen ist, wenn sich das Objekt (205) in dem Bildfeld (105) der ersten Kamera (101) befindet, wobei eine zweite Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten des Objekts (205) mit einem zweiten Beleuchtungslicht vorgesehen ist, wenn sich das Objekt (205) in dem Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103) befindet.
Vorrichtung (201, 301) nach Anspruch 5, wobei die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils eine Auflichtbeleuchtung zum Beleuchten des Objekts (205) mit Auflicht umfasst respektive umfassen, wobei die jeweilige Auflichtbeleuchtung als eine Hellfeldbeleuchtung und/oder als eine Dunkelfeldbeleuchtung ausgebildet ist, so dass die erste Kamera (101) respektive die zweite Kamera (103) eine Auflicht-Hellfeldaufnahme des Objekts (205) und/oder eine Auflicht-Dunkelfeldaufnahme des Objekts (205) aufnehmen können.
Vorrichtung (201, 301) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils eine Durchlichtbeleuchtung zum Durchleuchten des Objekts (205) mit Durchlicht umfasst respektive umfassen, wobei die jeweilige Durchlichtbeleuchtung als eine Hellfeldbeleuchtung und/oder als eine Dunkelfeldbeleuchtung ausgebildet ist, so dass die erste Kamera (101) respektive die zweite Kamera (103) eine Durchlicht-Hellfeldaufnahme des Objekts (205) und/oder eine Durchlicht-Dunkelfeldaufnahme des Objekts (205) aufnehmen können.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils ausgebildet ist respektive sind, das Objekt (205) mittels UV-Licht und/oder IR-Licht zu beleuchten.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die erste und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung jeweils ausgebildet ist respektive sind, das Objekt (205) mittels eines gepulsten Beleuchtungslichts zu beleuchten.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei die zweite Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, das Objekt (205) abhängig von dem erfassten Merkmal (207) zu beleuchten.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste (101) und die zweite Kamera (103) jeweils ausgebildet sind, ein Kalibrierungsbild eines ein Referenzmerkmal (703, 705) aufweisenden Kalibrierungsobjekts (701) aufzunehmen, wobei der Prozessor (217) ausgebildet ist, in dem jeweiligen Kalibrierungsbild das Referenzmerkmal (703, 705) zu erfassen, wobei der Prozessor (217) ferner ausgebildet ist, basierend auf dem jeweiligen erfassten Referenzmerkmal (703, 705) eine jeweilige Transformationsmatrix zur Umrechnung von Bildkoordinaten der ersten (101) respektive zweiten Kamera (103) in Weltkoordinaten zu ermitteln.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Prozessor (217) ausgebildet ist, bei einer Prüfung mehrerer jeweils mehrere Merkmale (207) aufweisender Objekte (205) nacheinander, wobei die mehreren Objekte (205) identisch sein sollten, jeweils ein unterschiedliches Merkmal (207) der mehreren Objekte (205) in auf den mittels der ersten Kamera (101) aufgenommenen ersten Bilder (607) der mehreren Objekte (205) zu erfassen und den erfassten unterschiedlichen Merkmalen (207) entsprechende Prüfpositionen für den zumindest einen Schlitten zu ermitteln.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine oder beide Kameras (101, 103) stationär angeordnet ist respektive sind.
Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Prozessor (217) ausgebildet ist, basierend auf dem ersten Bild (607) des Objekts (205) eine räumliche Lage des Objekts (205) zu ermitteln, wobei der Prozessor (217) ferner ausgebildet ist, basierend auf der ermittelten räumlichen Lage die Prüfposition zu ermitteln.
Verfahren zum Prüfen eines Objekts (205) unter Verwendung der Vorrichtung (201, 301) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: – Aufnehmen (605) eines ersten Bildes (607) des zu prüfenden Objekts (205) mit der ersten relativen Bildauflösung mittels der ersten Kamera (101), – Erfassen (609a) eines Merkmals (207) des zu prüfenden Objekts (205) in dem ersten Bild (607) mittels des Prozessors (217), – Ermitteln (609b) einer Prüfposition für den zumindest einen Schlitten mittels des Prozessors (217), so dass das erfasste Merkmal (207) in dem Bildfeld (107, 303) der zweiten Kamera (103) liegt, wenn sich der zumindest eine Schlitten (401, 403) in der Prüfposition befindet, – Bewegen (613) des zumindest einen Schlittens (401, 403) in die Prüfposition mittels der Linear-Antriebseinrichtung (215), – Aufnehmen (615) eines zweiten Bildes (617) des zu prüfenden Objekts (205) mit der zweiten relativen Bildauflösung mittels der zweiten Kamera (103), wenn sich der zumindest eine Schlitten (401, 403) in der Prüfposition befindet, wobei das zweite Bild (617) das erfasste Merkmal (207) umfasst, so dass das erfasste Merkmal (207) basierend auf dem zweiten Bild (617) geprüft werden kann.
Computerprogrammprodukt, das in einem in einem Computer einsetzbaren Medium gespeichert ist, umfassend computerlesbare Programmiermittel, mit denen ein Computer das Verfahren nach Anspruch 15 ausführen kann.