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Technisches Gebiet:
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Die
Erfindung betrifft ein Meßverfahren
und Meßanordnung
zur Bestimmung der räumlichen
Position wenigstens einer Zone der Oberfläche eines Objekts, welches
insbesondere ein Werkstück,
z.B. eine Kfz-Einspritzdüse,
sein kann.
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Stand der Technik:
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Ein
Weißlichtsensor
ist ein Gerät
zur eindimensionalen optischen Messung des Abstandes einer Zone
einer Oberfläche
von einem bestimmten, meist im Inneren des Weißlichtsensors gelegenen Bezugspunkt,
unter Verwendung einer Linse, welche mit chromatischer Abberation
behaftet ist, einer Lichtquelle, welche ein möglichst gleichmäßiges kontinuierliches
Spektrum abgibt, sowie eines Spektrometers. Die Lichtquelle wird
mittels der Linse auf die Oberfläche
abgebildet, so dass das Bild der Lichtquelle auf der Oberfläche eine
bestimmte Größe hat und
daher eine bestimmte Zone der Oberfläche bedeckt.
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Wegen
der chromatischen Abberation der Linse hängt die Bildweite, d.h. der
Abstand des Bildes der Lichtquelle von der Linse, von der Wellenlänge ab.
Daher entsteht auf der Oberfläche
nur für
eine bestimmte Wellenlänge
oder ein bestimmtes Wellenlängenintervall
ein scharfes Bild der Lichtquelle. Für alle anderen Wellenlängen entsteht
auf der Oberfläche
entweder ein unscharfes oder überhaupt
kein Bild der Lichtquelle. Wenn man daher mit Hilfe des Spektrometers
das Spektrum, d.h. die Intensität
als Funktion der Wellenlänge,
eines derartigen scharfen Bildes aufnimmt, findet man, dass im diesem
Spektrum für
eine bestimmte Wellenlänge
oder ein bestimmter Wellenlängenbereich
ein Intensitätsmaximum
vorliegt.
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Diese
Maximums-Wellenlänge
ist identisch mit derjenigen Wellenlänge, welche das scharfe Bild erzeugt,
da sich das gesamte Licht dieser Wellenlänge in dem scharfen Bild, d.h.
auf einer kleinen Fläche, konzentriert
und daher dort besonders intensiv ist. Die Intensität aller übrigen Wellenlängen in
dem Spektrum ist geringer, da das Licht dieser Wellenlängen kein
scharfes Bild auf der Oberfläche
erzeugt und sich daher nicht in dem scharfen Bild konzentriert,
sondern über
einen Bereich auf der Oberfläche verteilt
ist, welcher größer ist
als das scharfe Bild. Für eine
andere Entfernung zwischen der Oberfläche und der Linse erhält man eine
andere Maximums-Wellenlänge.
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Zu
jeder Wellenlänge,
für welche
ein scharfes Bild der Lichtquelle entsteht, gehört also eine bestimmte Bildweite.
Daher läßt sich
die Bildweite und damit der Abstand der Oberfläche von der Linse aus der Maximums-Wellenlänge bestimmen.
D.h., durch die Ermittlung der Maximums-Wellenlänge läßt sich eine eindimensionale
Abstandsbestimmung durchführen.
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Der
Erfassungsbereich des Weißlichsensors ist
derjenige Raumbereich, innerhalb welchem die Oberfläche positioniert
werden muß,
damit eine Abstandsmessung in der oben genannten Weise möglich ist.
In Richtung der Achse des Weißlichsensors ist
die Ausdehnung des Erfassungsbereiches gegeben durch den Abstand
der minimal möglichen
Bildweite zur maximal möglichen
Bildweite. Dieser Abstand ist i.a. durch den spektralen Umfang des
kontinuierlichen Spektrums der Lichtquelle sowie durch die Dispersionseigenschaften
der Linse bestimmt und beträgt
in der Praxis typischerweise z.B. 10mm. In Richtung quer zur Achse
des Weißlichsensors
ist die Ausdehnung des Erfassungsbereiches gegeben durch die Größe des scharfen
Bildes, welche typischerweise bai ca. 20μm liegen kann. Die Tiefenauflösung eines
Weißlichtsensors
in Achsenrichtung beträgt
typischerweise z.B. 100nm.
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Die
Lichtquelle braucht nicht notwendigerweise weißes Licht anzugeben; vielmehr
kann als Lichtquelle eine solche verwendet werden, welche ein z.B.
vom roten bis in den gelben oder z.B. vom grünen bis in den blauen Spektralbereich
reichendes kontinuierliches Spektrum abgibt, d.h. das von der Lichtquelle
abgegebene Spektrum kann den gesamten sichtbaren Spektralbereich
oder nur einen Teil desselben umfassen. Ferner als Lichtquelle eine
solche verwendet werden, deren Spektrum auch teilweise oder sogar
ausschließlich
unsichtbares Licht, Ultraviolett oder Infrarot, umfaßt.
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Die
Lichtquelle ist bevorzugt auf der optischen Achse der Linse angeordnet,
so dass sich der Erfassungsbereich ebenfalls auf der optischen Achse Linse
befindet. Durch den Einsatz eines Strahlteilers kann vorteilhaft
erreicht werden, dass einerseits der Strahlengang zur Beleuchtung
der Zone mittels der Lichtquelle und der Linse und andererseits
der Strahlengang, in welchem von der Zone ausgehendes Licht in das
Spektrometer einfällt,
koaxial verlaufen. Da die Funktionsweise des Weißlichtsensors nicht auf Totalreflexion
des Lichts an der Oberfläche
beruht, spielen z.B. durch eine Mikrostruktur des Objektmaterials
bedingte Abweichungen von der Regel "Einfallswinkel=Ausfallswinkel" für die Messung
keine Rolle.
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Weißlichtsensoren
werden z.B. von der Firma JURCA und der Firma STIL angeboten.
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Eine
Möglichkeit,
die Oberfläche
eines Objekts dreidimensional zu vermessen, besteht in der Laserabtastung.
Hierbei wird eine Zone der Oberfläche schrägt mit einem von einem Lasertaster
abgegebenen Laserstrahls beleuchtet, wobei der Laserstrahl an der
Oberfläche
reflektiert wird und danach auf einen Detektor gelangt. Der Ort,
an welchem der Laserstrahl auf den Detektor auftrifft, hängt ab von der
Lage und Orientierung der Zone. Nachteilig ist hierbei, dass für die Berechnung
der Lage der Zone aus dem Ort, an welchem der Laserstrahl auf den
Detektor auftrifft, für
die Reflexion des Laserstrahls an der Oberflache nicht immer die
Regel "Einfallswinkel=Ausfallswinkel" zu Grunde gelegt
werden kann. Vielmehr kommt es in vielen Fällen zu materialabhängigen Abweichungen
von dieser Regel. Ursache hierfür
sind Mikrostrukturen der Oberfläche,
welchen den Reflexionswinkel beeinflussen, so dass Korrekturen oder
Kalibrierungen der Methode in Abhängigkeit vom Material des Objekts,
des Einfallswinkels in der Orientierung der Oberfläche erforderlich
sein können,
was oftmals mit erheblichem Aufwand verbunden ist und wobei trotz
derartiger Korrekturen oftmals dennoch erhebliche Meßunsicherheiten
resultieren.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Meßverfahren sowie eine Meßanordnung
anzugeben, mit welchen es auf sehr zeitsparende, rationelle Weise
möglich
ist, die Oberfläche
eines Objekts unter Vermeidung der Nachteile einer Laserabtastung
in hoher räumlicher
Auflösung
dreidimensional zu vermessen, und eine solche Vermessung auch an solchen
Stellen zu ermöglichen,
welche durch taktile Messverfahren nicht erreichbar sind, wie dies
z.B. bei einer Objektoberfläche
der Fall ist, welche sich hinter einer Glasabdeckung oder transparenten
Schutzfolie befindet.
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A1.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Meßverfahren
zur Bestimmung der räumlichen
Position wenigstens einer Zone der Oberfläche eines Objekts, unter Verwendung
eines Koordinatenmeßgerätes mit
einem Weißlichtsensor,
welcher einen Erfassungsbereich besitzt, wobei
- – auf den
Weißlichtsensor
eine durch denselben sowie durch den Erfassungsbereich verlaufende Weißlichtsensor-Koordinatenachse
mit einem Nullpunkt bezogen ist,
- – mit
dem Weißlichtsensor
eine in dem Erfassungsbereich gelegene Zone der Oberfläche erfasst
und die Lage dieser Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt eindimensional gemessen wird,
- – und
aus der relativen Position und Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
gegenüber
dem Objekt die räumliche
Position der Zone in Bezug auf ein Referenz-Koordinatensystem, insbesondere
auf ein auf das Objekt bezogenes Objekt-Koordinatensystem, bestimmt
wird.
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A19.
Die Aufgabe wird ferner gelöst
durch eine Meßanordnung
zur Bestimmung der räumlichen Position
wenigstens einer Zone der Oberfläche
eines Objekts, umfassend ein Koordinatenmeßgerät mit einem Weißlichtsensor,
welcher einen Erfassungsbereich besitzt, wobei
- – auf den
Weißlichtsensor
eine durch denselben sowie durch den Erfassungsbereich verlaufende Weißlichtsensor-Koordinatenachse
mit einem Nullpunkt bezogen ist,
- – mit
dem Weißlichtsensor
eine in dem Erfassungsbereich gelegene Zone der Oberfläche erfassbar
und die Lage dieser Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt eindimensional meßbar ist,
- – und
aus der relativen Position und Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
gegenüber
dem Objekt die räumliche
Position der Zone in Bezug auf ein Referenz-Koordinatensystem, insbesondere
auf ein auf das Objekt bezogenes Objekt-Koordinatensystem, bestimmbar
ist.
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Unter
einem Weißlichtsensor
wird hierbei ein solcher verstanden, wie er oben im Abschnitt "Stand der Technik" erläutert wurde.
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A2.
Gemäß einer
bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Meßverfahrens werden folgende
Schritte ausgeführt:
- a) der Weißlichtsensor
und das Objekt werden mit Hilfe des Koordinatenmeßgerätes relativ
zueinander so positioniert und/oder ausgerichtet werden, dass sich
eine erste Zone der Oberfläche
in dem Erfassungsbereich befindet,
- b) die Position der ersten Zone auf der Weißlichsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt wird mittels des Weißlichtsensors eindimensional
gemessen,
- c) die räumliche
Position des Nullpunkts und die Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
werden in Bezug auf das Referenz-Koordinatensystem
eingemessen, und
- d) die räumliche
Position der ersten Zone im Referenz-Koordinatensystem wird mit
Hilfe der in den Schritten b) und c) gefundenen Ergebnisse bestimmt,
wobei
die Schritte b) und c) hierbei auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden
können,
A14 d.h. der Schritt c) kann vor oder nach dem Schritt b) ausgeführt werden.
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A20.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Meßanordnung sind
daher
- a) der Weißlichtsensor und das Objekt
mit Hilfe des Koordinatenmeßgerätes relativ
zueinander so positionierbar und/oder ausrichtbar, dass sich eine
erste Zone der Oberfläche
in dem Erfassungsbereich befindet,
- b) die Position der ersten Zone auf der Weißlichsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt mittels des Weißlichtsensors eindimensional
meßbar,
- c) die räumliche
Position des Nullpunkts und die Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf das Referenz-Koordinatensystem
einmeßbar
oder eingemessen, und
- d) die räumliche
Position der ersten Zone im Referenz-Koordinatensystem mit Hilfe
der gemäß b) und
c) gewinnbaren Ergebnisse bestimmbar.
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A3.
Gemäß einer
bevorzugten Variante des Verfahrens werden folgende weiteren Schritte
ausgeführt:
- e) der Weißlichtsensor
und das Objekt werden mit Hilfe des Koordinatenmeßgerätes relativ
zueinander so positioniert und ausgerichtet, dass sich eine mit
der ersten Zone nicht identische andere Zone der Oberfläche in dem
Erfassungsbereich befindet,
- f) die Position der anderen Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt wird mittels des Weißlichsensors eindimensional
gemessen,
- g) der Schritt c) wird erneut ausgeführt, und
- h) die räumliche
Position der anderen Zone im Referenz-Koordinatensystem wird mit
Hilfe der in den Schritten f) und g) gefundenen Ergebnisse bestimmt,
wobei
die Schritte f) und g) hierbei auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden
können,
A14 d.h. der Schritt g) kann vor oder nach dem Schritt f) ausgeführt werden.
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A21.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Meßanordnung
sind daher
- e) der Weißlichtsensor und das Objekt
mit Hilfe des Koordinatenmeßgerätes relativ
zueinander so positionierbar und ausrichtbar, dass sich eine mit
der ersten Zone nicht identische andere Zone der Oberfläche in dem
Erfassungsbereich befindet,
- f) die Position der anderen Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt mittels des Weißlichsensors eindimensional meßbar, und
- h) die räumliche
Position der anderen Zone im Referenz-Koordinatensystem mit Hilfe
der gemäß c) und
f) gewinnbaren Ergebnisse bestimmbar.
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A4.
Die Schritte e) bis h) können
insbesondere für
eine Mehrzahl oder Vielzahl anderer Zonen der Oberfläche des
Objekts jeweils erneut ausgeführt werden,
wobei die Zonen so ausgewählt
werden, dass sie zusammen mindestens einen bestimmten Teil der Oberfläche des
Objekts aufspannen.
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A5.
Die Zonen können
hierbei insbesondere gemäß einem
regelmäßigen oder
rasterartigen Muster auf der Oberfläche des Objekts verteilt ausgewählt werden.
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A22.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Meßanordnung
sind mittels derselben die räumliche
Position eine Mehrzahl oder Vielzahl anderer Zonen der Oberfläche des
Objekts, welche zusammen mindestens einen bestimmten Teil der Oberfläche des
Objekts aufspannen, bestimmbar, A23 wobei die Zonen gemäß einem
regelmäßigen oder
rasterartigen Muster auf der Oberfläche des Objekts verteilt sein
können.
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A6.
Gemäß einer
sehr vorteilhaften Variante des Meßverfahrens wird der Weißlichsensor
gegenüber
dem Referenz-Koordinatensystem nicht verschwenkt, so dass die Weißlichtsensor-Koordinatenachse
im Referenz-Koordinatensystem in allen Verfahrensschritten stets
dieselbe Richtung einnimmt, und daher im Schritt g) auf die Einmessung
der Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf das Referenz-Koordinatensystem verzichtet: diese Orientierung
ist nämlich
bereits aus dem Schritt c) bekannt und hat sich inzwischen nicht
verändert,
da kein Verschwenken des Weißlichsensors gegenüber dem
Referenz-Koordinatensystem erfolgt ist.
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A24.
Gemäß einer
Ausführungsform
der Meßanordnung
verläuft
daher die Weißlichtsensor-Koordinatenachse
im Referenz-Koordinatensystem in einer vorgegebenen, festen Richtung,
so dass nur eine einzige Einmessung der Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf das Referenz-Koordinatensystem
erforderlich ist.
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A7
Als Referenz-Koordinatensystem kann insbesondere ein kartesisches
Koordinatensystem gewählt
werden, dessen z-Achse zu der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
parallel verläuft.
A25. Das Referenz-Koordinatensystem kann daher insbesondere ein
kartesisches Koordinatensystem sein, dessen z-Achse zu der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
parallel verläuft.
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A8.
Als Koordinatenmeßgerät kann vorteilhaft
ein solches verwendet werden, welches einen gegenüber dem
Weißlichtsensor
zweidimensional oder dreidimensional verfahrbaren Objektträgertisch umfaßt und das
Objekt auf dem Objektträgertisch
angeordnet ist. A26. Das Koordinatenmeßgerät kann daher einen gegenüber dem
Weißlichtsensor
zweidimensional oder dreidimensional verfahrbaren Objektträgertisch
umfassen, wobei und das Objekt auf dem Objektträgertisch angeordnet ist.
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A9.
Als Koordinatenmeßgerät kann ferner insbesondere
ein solches verwendet werden, welches zusätzlich zu dem Weißlichtsensor
mindestens einen weiteren Sensor, nämlich einen Zusatzsensor, aufweist,
welcher ein taktiler oder ein optischer Sensor oder ein Ultraschall-Sensor
ist und imstande ist, mindestens einen Punkt oder Bereich der Oberfläche zu erfassen
und dessen räumliche
Position jeweils in Bezug auf ein Bezugs-Koordinatensystem zu messen,
wobei gleichzeitig oder nacheinander die räumliche Position einer Mehrzahl
oder Vielzahl von Punkten oder Bereichen der Oberfläche, welche
zumindest teilweise innerhalb des durch die Zonen aufgespannten
Teils der Oberfläche
liegen, mittels des Zusatzsensors jeweils in Bezug auf das Bezugs-Koordinatensystem
bestimmt wird.
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A27.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Meßanordnung weist
das Koordinatenmeßgerät daher
zusätzlich
zu dem Weißlichtsensor
mindestens einen weiteren Sensor, nämlich einen Zusatzsensor, auf,
welcher ein taktiler oder ein optischer Sensor oder ein Ultraschall-Sensor
ist und imstande ist, mindestens einen Punkt oder Bereich der Oberfläche zu erfassen
und dessen räumliche
Position jeweils in Bezug auf ein Bezugs-Koordinatensystem zu messen, wobei gleichzeitig
oder nacheinander die räumliche
Position einer Mehrzahl oder Vielzahl von Punkten oder Bereichen
der Oberfläche,
welche zumindest teilweise innerhalb des durch die Zonen aufgespannten Teils
der Oberfläche
liegen, mittels des Zusatzsensors jeweils in Bezug auf das Bezugs-Koordinatensystem
bestimmbar ist.
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A10.
Der Zusatzsensor wird gemäß einer
bevorzugten Variante gegenüber
dem Weißlichtsensor so
angeordnet und ausgerichtet, dass der von dem Zusatzsensor erfaßte Punkt
der Oberfläche
innerhalb des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors liegt, oder der
von dem Zusatzsensor erfaßte
Bereich der Oberfläche
zumindest teilweise innerhalb des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
liegt, oder der von dem Zusatzsensor erfaßte Bereich der Oberfläche mit
dem Erfassungsbereich des Weißlichtsensors
zusammenfält,
oder das Zentrum des von dem Zusatzsensor erfaßten Bereiches der Oberfläche innerhalb
des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
liegt. Auf diese Weise ist es z.B. möglich, mit dem Weißlichtsensor
und mit dem Zusatzsensor übereinstimmte
Teile der Pberläche
zu vermessen und die Ergebnisse miteinander zu vergleichen oder miteinander
zu kombinieren.
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A28.
Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist daher der Zusatzsensor gegenüber dem Weißlichtsensor so angeordnet
und ausgerichtet, dass der von dem Zusatzsensor erfaßte Punkt
der Oberfläche
innerhalb des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors liegt, oder der
von dem Zusatzsensor erfaßte
Bereich der Oberfläche
zumindest teilweise innerhalb des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
liegt, oder der von dem Zusatzsensor erfaßte Bereich der Oberfläche mit
dem Erfassungsbereich des Weißlichtsensors zusammenfält, oder
das Zentrum des von dem Zusatzsensor erfaßten Bereiches der Oberfläche innerhalb
des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
liegt.
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A11,
A29. Als Bezugs-Koordinatensystem wird das Referenz-Koordinatensystem
gewählt,
oder umgekehrt, in welchen Fällen
das Bezugs-Koordinatensystem und das Referenz-Koordinatensystem miteinander
identisch sind.
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A12.
Gemäß einer
Variante des Meßverfahrens
wird als Objekt ein transparentes Objekt verwendet, wobei und folgende
Schritte ausgeführt
werden:
- i) der Weißlichtsensor wird gegenüber dem
Objekt so positioniert und ausgerichtet, dass sich zwei Zonen zugleich,
nämlich
sowohl eine vordere Zone, welche auf demjenigen Teil der Oberfläche des
Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
zugewandt ist, als auch eine hintere Zone, welche der vorderen Zone
gegenüberliegend
auf demjenigen Teil der Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
abgewandt ist, im Erfassungsbereich des Weißlichtsensors befinden,
- k) die Positionen der vorderen und der hinteren Zone auf der
Weißlichtsensor-Koordinatenachse in
Bezug auf den Nullpunkt werden mittels des Weißlichsensors eindimensional
gemessen,
- l) der Schritt c) wird erneut ausgeführt, und
- m) die dreidimensionale Position der vorderen und der hinteren
Zone im Referenz-Koordinatensystem werden mit Hilfe der in den Schritten
i) und k) gefundenen Ergebnisse jeweils bestimmt,
wobei
die Schritte k) und l) hierbei auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden
können,
A14 d.h. der Schritt l) kann vor oder nach dem Schritt k) ausgeführt werden.
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A13.
Hierbei werden gemäß einer
Untervariante folgende Schritte ausgeführt:
- n)
der Weißlichtsensor
wird gegenüber
dem Objekt so positioniert und ausgerichtet, dass sich zwei andere
Zonen zugleich, nämlich
sowohl eine andere vordere Zone, welche auf demjenigen Teil der
Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
zugewandt ist, als auch eine andere hintere Zone, welche der anderen
vorderen Zone gegenüberliegend
auf demjenigen Teil der Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor abgewandt
ist, im Erfassungsbereich des Weißlichtsensors befinden,
- o) die Positionen der anderen vorderen und der anderen hinteren
Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt werden mittels des Weißlichsensors
eindimensional gemessen,
- p) der Schritt c) wird erneut ausgeführt, und
- q) die dreidimensionalen Positionen der anderen vorderen und
der anderen hinteren Zone im Referenz-Koordinatensystem werden mit
Hilfe der in den Schritten o) und p) gefundenen Ergebnisse bestimmt,
wobei
die Schritte o) und p) hierbei auch in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt werden
können,
A14 d.h. der Schritt p) kann vor oder nach dem Schritt l) ausgeführt werden.
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A30.
Das Objekt kann insbesondere transparent sein, wobei
- i) der Weißlichtsensor
gegenüber
dem Objekt so positionierbar und ausrichtbar ist, dass sich zwei Zonen
zugleich, nämlich
sowohl eine vordere Zone, welche auf demjenigen Teil der Oberfläche des
Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
zugewandt ist, als auch eine hintere Zone, welche der vorderen Zone
gegenüberliegend
auf demjenigen Teil der Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
abgewandt ist, im Erfassungsbereich des Weißlichtsensors befinden,
- k) die Positionen der vorderen und der hinteren Zone auf der
Weißlichtsensor-Koordinatenachse in
Bezug auf den Nullpunkt mittels des Weißlichsensors eindimensional
meßbar
sind, und
- m) die dreidimensionale Position der vorderen und der hinteren
Zone im Referenz-Koordinatensystem mit Hilfe der gemäß i) und
c) gewinnbaren Ergebnisse jeweils bestimmbar ist.
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A31.
Hierbei können
- n) der Weißlichtsensor
gegenüber
dem Objekt so positionierbar und ausrichtbar sein, dass sich zwei
andere Zonen zugleich, nämlich
sowohl eine andere vordere Zone, welche auf demjenigen Teil der
Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor
zugewandt ist, als auch eine andere hintere Zone, welche der anderen
vorderen Zone gegenüberliegend
auf demjenigen Teil der Oberfläche
des Objekts liegt, der dem Weißlichtsensor abgewandt
ist, im Erfassungsbereich des Weißlichtsensors befinden,
- o) die Position der anderen vorderen und der anderen hinteren
Zone auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
in Bezug auf den Nullpunkt mittels des Weißlichsensors jeweils eindimensional
meßbar
sein, und
- p) die dreidimensionalen Positionen der anderen vorderen und
der anderen hinteren Zone im Referenz-Koordinatensystem mit Hilfe
der gemäß c) und
- o) gewinnbaren Ergebnisse bestimmbar sein.
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A15.
Als Koordinatenmeßgerät kann insbesondere
ein Multisensor-Koordinatenmeßgerät verwendet
werden. A32 Das Koordinatenmeßgerät kann daher
insbesondere ein Multisensor-Koordinatenmeßgerät sein. Der Standardsensor
ist vorzugsweise imstande, einen Bereich der Oberfläche simultan
als zweidimensional aufgelöstes
Bild zu erfasssen, wobei dieser Bereich wesentlich größer ist
als die Ausdehnung des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
quer zur Weißlichtsensor-Koordinatenachse, wodurch
die schnelle, z.B. automatische Erkennung der Struktur wesentlich
erleichtert wird.
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Der
Standardsensor kann in diesem Fall sehr vorteilhaft dazu herangezogen
werden, die Oberfläche
sehr schnell nach relevanten Gebieten abzusuchen, welche anschließend mittels
des Weißlichtsensors
im Detail untersucht bzw. vermessen werden sollen. Beispielsweise
kann beabsichtigt sein, eine Struktur in einem Werkstück mittels
des Weißlichtsensors
topographisch zu vermessen, wobei es aufwendig sein kann, die Struktur
ohne zusätzliche
Hilfsmittel im Erfassungsbereich des Weißlichtsensors zu positionieren,
oder umgekehrt den Erfassungsbereich des Weißlichtsensors so zu positioinieren,
dass er die Struktur enthält.
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Mit
Hilfe des Standardsensors kann in derartigen Fällen die Struktur sehr schnell
erfaßt
werden. Falls daher die Relativposition des vom Standardsensor erfaßten Bereichs
der Oberfläche
gegenüber dem
Erfassungsbereich des Weißlichtsensors
bzw. die Projektion dieser Relativposition auf den Objektträgertisch
bekannt ist – diese
Bedingung läßt sich durch
Einmessung sehr leicht realisieren – kann daher eine mittels des
Standardsensors einmal erkannte Struktur mittels des Objektträgertisches
sofort und evtl. automatisch auf Anhieb zielgenau in den Erfassungsbereich
des Weißlichtsensors
W verfahren werden, oder es kann umgekehrt der Erfassungsbereich
des Weißlichtsensors
zielgenau so positioiniert werden, das er auf Anhieb die Struktur
enthält
A19. Gemäß einer
Variante des erfindungsgemäßen Meßverfahrens
wird daher als Koordinatenmeßgerät ein solches
verwendet wird, welches zusätzlich
zu dem Weißlichtsensor
einen optischen Standardsensor aufweist, welcher imstande ist, einen
Bereich der Oberfläche
zu erfassen und von diesem ein zweidimensionales Bild zu erzeugen
und eine in diesem Bereich gelegene Struktur der Oberfläche auf
dem Bild zu erkennen, wobei
- – der Standardsensor
gegenüber
dem Weißlichtsensor
oder umgekehrt eingemessen wird,
- – mit
Hilfe der Ergebnisse dieser Einmessung der laterale Abstand und
die relative Orientierung zwischen der Struktur und der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
ermittelt wird,
- – und
die so erhaltenen Ergebnisse dazu verwendet werden, die Struktur
in den Erfassungsbereich des Weißlichtsensors zu verfahren
oder umgekehrt den Weißlichtsensor
so zu verfahren und/oder zu verschwenken, dass die Struktur im Erfassungsbereich
desselben zu liegen kommt.
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A36.
Gemäß einer
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Meßanordnung
weist daher das Koordinatenmeßgerät zusätzlich zu
dem Weißlichtsensor
einen optischen Standardsensor auf, welcher imstande ist, einen
Bereich der Oberfläche
zu erfassen und von diesem ein zweidimensionales Bild zu erzeugen
und eine in diesem Bereich gelegene Struktur der Oberfläche auf
dem Bild zu erkennen, wobei
- – der Standardsensor
gegenüber
dem Weißlichtsensor
oder umgekehrt einmeßbar
ist, so dass der laterale Abstand und die relative Orientierung zwischen
der Struktur und der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
ermittelbar ist
- – und
so gewinnbaren Ergebnisse dazu verwendbar sind, die Struktur in
den Erfassungsbereich des Weißlichtsensors
zu verfahren oder den Weißlichtsensor
so zu verfahren und/oder zu verschwenken, dass die Struktur im Erfassungsbereich
desselben zu liegen kommt.
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Falls
die ungefähre
Position der Struktur im dem Objekt bekannt ist, was z.B. bei serienmäßig mit einer
Oberflächenstruktur
behafteten Serienteilen in der Massenproduktion in der Regel der
Fall ist, kann das Objekt gegenüber
dem Standardsensor von vornherein stets so positioniert und ausgerichtet
werden, dass sich die Struktur in dem vom Standardsensor erfaßten Bereich
befindet. Ein sofortiges zielgenaues Verfahren des Objektträgertisches
oder des Erfassungsbereiches in der oben erläuterten sehr vorteilhaften
Weise ist in diesen Fällen
noch schneller möglich,
da die Struktur nicht zunächst
in das "Gesichtsfeld" des Standardsensors
verfahren zu werden braucht. Dasselbe gilt für den Fall, dass der Standardsensor
imstande ist, das gesamte Objekt einschließlich der Struktur simultan
zu erfassen.
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A16.
Gemäß einer
besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Meßverfahrens wird
als Koordinatenmeßgerät ein solches
verwendet, welches eine zentrale elektronische Rechen- und Steuereinheit
aufweist, mit deren Hilfe sämtliche Verfahrensschritte
softwaregesteuert durchgeführt werden.
A33. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Meßanordnung weist
daher das Koordinatenmeßgerät eine zentrale elektronische
Rechen- und Steuereinheit auf, mit deren Hilfe sämtliche Funktionen des Koordinatenmeßgerätes softwaregesteuert
durchführbar
sind, so dass der Weißlichtsensor
funktionell in den Betrieb und die Funktionen des Koordinatenmeßgerätes integriert
ist.
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A17.
Als Objekt kann ein solches verwendet werden, welches sich vom Weißlichtsensor
aus gesehen hinter einer transparenten Schicht, insbesondere Glasplatte
oder Schutzfolie, befindet. Somit können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
vorteilhafterweise auch solche Objektoberflächen oder Zonen derselben vermessen
werden, welche mechanisch unzugänglich
sind und daher z.B. mit einem taktilen Sensor nicht abgetastet werden
können.
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A18,
A34. Gemäß bevorzugter
Varianten der Erfindung ist bzw. wird der Weißlichtsensor (W)
- – entweder
so angeordnet, dass die Weißlichtsensor-Koordinatenachse
(z') die Oberfläche des
Objekts (O) in einem Winkel von unter 45° schneidet.
- – oder
so angeordnet, dass die Weißlichtsensor-Koordinatenachse
(z') die Oberfläche des
Objekts (O) in einem Winkel von über
70° schneidet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung, in welcher zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Meßanordnung
mit einem an einer Traverse angeordneten Weißlichtsensor und einem Objektträgertisch,
auf welcher ein zu vermessendes Objekt angeordnet ist,
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2 eine perspektivische Ansicht
einer bevorzugten Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Meßanordnung,
welche gegenüber
der Meßanordnung
von 1 zusätzlich einen
Standardsensor aufweist, sowie das zu vermessende Objekt von 1,
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3 den Weißlichtsensor,
einen Teil der Traverse und einen Teil des Objektträgertisches
der Meßanordnung
sowie das zu vermessende Objekt von 1,
welches in 3 in Querschnittsdarstellung
gezeigt ist, und
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4 den Weißlichtsensor,
den Teil der Traverse und den Teil des Objektträgertisches von 3 sowie ein schalenförmiges transparentes zu vermessendes
Objekt, welches in Querschnittsdarstellung gezeigt ist.
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Zunächst wird
auf die 1 und 3 Bezug genommen. 1 zeigt eine perspektivische
Ansicht einer Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Meßanordnung
zur Bestimmung der räumlichen
Position einer Zone oder einer Mehrzahl oder Vielzahl von Zonen
der Oberfläche
F1 eines Objekts O1. 3 zeigt
den Weißlichtsensor
W, einen Teil der Traverse 4 und einen Teil des Objektträgertisches
T der Meßanordnung
sowie das zu vermessende Objekt O1 von 1, welches in 3 in Querschnittsdarstellung gezeigt
ist. 3 ist gegenüber 1 nicht maßstäblich.
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Die
erfindungsgemäße Meßanordnung
von 1 umfaßt ein Koordinatenmeßgerät KMG mit
einem solchen Weißlichtsensor
W, wie er oben im Abschnitt "Stand
der Technik" bereits
erläutert
wurde, und welcher einen bestimmten Erfassungsbereich besitzt. Der
Erfassungsbereich des Weißlichsensors W
ist derjenige Raumbereich, innerhalb welchem eine Zone der Oberfläche eines
Objekts positioniert sein muß,
damit eine erfindungsgemäße Bestimmung
der Position dieser Zone möglich
ist.
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Das
Koordinatenmeßgerät KMG umfaßt außer dem
Weißlichtsensor
W des weiteren einen Objektträgertisch
T sowie Trägerelemente 1,2,3,
mit deren Hilfe eine Traverse 4 über dem Objektträgertisch 4 angeordnet
ist. Der Weißlichtsensor
W ist so an der Traverse 4 angeordnet, dass die Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' durch den Objektträgertisch T
verläuft
und der Erfassungsbereich sich im bereich des Objektträgertisches
T befindet. Dieser ist zweidimensional oder dreidimensional gegenüber dem Weißlichtsensor
W verfahrbar, was in 3 durch ein
Kreuz aus zwei Doppelpfeilen angedeutet ist. Das Objekt O1 ist auf
dem Objektträgertisch
T angeordnet und daher mit diesem gegenüber dem Weißlichtsensor W verfahrbar.
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Der
Weißlichtsensor
umfaßt
eine Linse, welche mit chromatischer Abberation behaftet ist, eine Lichtquelle,
welche ein kontinuierliches Spektrum abgibt, sowie ein Spektrometer;
diese Komponenten des Weißlichtsensors
W sind in den Figuren nicht gezeigt.
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Die
Lichtquelle wird mittels der Linse auf die Oberfläche O1 abgebildet.
Der Weißlichtsensor
W sendet daher einen sich in Richtung des Objektes O1 verjüngenden
Weißlichtsensor-Erfassungslichtstrahl EW
aus. Wegen der chromatischen Abberation der Linse hängt hierbei
die Bildweite von der Wellenlänge ab,
so dass auf der Oberfläche
O1 nur für
eine bestimmte Wellenlänge λ0 oder ein
bestimmtes Wellenlängenintervall
ein scharfes Bild der Lichtquelle entsteht. Für alle anderen Wellenlängen entsteht
auf der Oberfläche
O1 entweder ein unscharfes oder überhaupt
kein Bild der Lichtquelle. Im Spektrum des scharfen Bildes liegt
daher für
die Wellenlänge λ0 ein Intensitätsmaximum
vor, woraus die zugehörige
Bildweite und somit der Abstand des scharfen Bildes von der Linse
bestimmbar ist.
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Im
Beispiel von 3 wird
die Lichtquelle für die
Wellenlänge λ0 scharf
auf der Oberfläche
F1 abgebildet. Das so entstehende scharfe Bild, d.h. die Abbildung
der Lichtquelle auf die Oberfläche
F1 bei der Wellenlänge λ0, besitzt
auf der Oberfläche
F1 eine bestimmte Größe, welche
sich der wahren Größe der Lichtquelle
proportional ist und daher eine bestimmte Zone, nämlich im
Beispiel von 3 die Zone
Z1 der Oberfläche
F1 bedeckt.
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Zu
jeder Wellenlänge,
für welche
ein scharfes Bild der Lichtquelle entsteht, gehört eine bestimmte Bildweite.
Beispielsweise entsteht im Fall normaler Dispersion der Linse für eine Wellenlänge λ1, welche
kleiner ist als λ0,
ein scharfes Bild B1 oberhalb der Oberfläche F1, d.h. die Bildweite
ist hier kürzer
als für λ0, und für eine Wellenlänge λ2, welche größer ist
als λ0,
ein scharfes Bild B2 unterhalb der Oberfläche F1, d.h. die Bildweite
ist hier länger
als für λ0. Selbstverständlich kann
hierbei jedoch für
Wellenlängen
größer als λ0 nur dann
einen scharfes Bild entstehen, wenn das Objekt O1 transparent ist;
andernfalls entstehen scharfe Bilder für Wellenlängen kleiner oder gleich als λ0; dies ist
für die
Funktion der Meßanordnung
von 1 und 3 jedoch belanglos.
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Auf
den Weißlichtsensor
W ist eine durch denselben sowie durch den Erfassungsbereich verlaufende
Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' mit einem nicht
gezeigten Nullpunkt bezogen. Im Beispiel von 1 und 2 fällt die
Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' mit der optischen
Achse bzw. der Mittelachse des Weißlichtsensors zusammen; dies
ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
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Das
Objekt O1 ist durch entsprechendes Verfahren des Objektträgertisches
T gegenüber
dem Weißlichtsensor
W so positionierbar, dass sich eine die Zone Z1 der Oberfläche F1 im
Erfassungsbereich befindet.
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Mit
dem Weißlichtsensor
W ist die Zone Z1 erfaßbar
und ihre Lage auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' in Bezug auf
den Nullpunkt eindimensional meßbar.
Aus der relativen Position und Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse z' gegenüber dem
Objekt O1 ist die räumliche
Position der Zone Z1 in Bezug auf ein gegenüber der Position des Nullpunkts
und der Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' eingemessenes
Referenz-Koordinatensystem
RKS bestimmbar.
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Im
Beispiel von 1 ist das
Referenz-Koordinatensystem RKS ein kartesisches Koordinatensystem
mit den Achsen x, y, z, wobei die z-Achse zu der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' parallel verläuft.
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Nach
Bestimmung der Position der Zone Z1 bezüglich des Referenz-Koordinatensystems
RKS kann in völlig
entsprechender Weise für
andere Zonen Z2, Z3, Z4 usw. vorgegangen werden. Auf diese Weise
kann z.B. ein bestimmter Teil der Oberfläche F1 rasterartig vermessen
werden.
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Falls
die Unebenheiten der Oberfläche
F1 hinreichend klein sind, kann es für die Vermessung sämtlicher
Zonen Z1,Z2,Z3,Z4 genügen,
den Objektträgertisch
T rein horizontal zu verfahren, da der Erfassungsbereich in Richtung
der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' typischerweise
eine Tiefe von mehreren Millimetern aufweist.
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An
der Traverse 4 der Meßvorrichtung
von 1 ist ferner ein
Zusatzsensor ZS angeordnet, welcher in 3 weggelassen ist. Der Zusatzsensor ZS
kann z.B. ein taktiler oder ein optischer Sensor oder ein Ultraschall-Sensor
sein und ist imstande, mindestens einen Punkt oder einen Teilbereich
der gerade von dem Weißlichtsensor
W erfaßten
Zone zu erfassen. D.h. der Zusatzsensor ZS ist gegenüber dem
Weißlichtsensor
W so positioniert und ausgerichtet, dass er dann mindestens einen
Punkt oder einen Teilbereich der Zone Z2 erfaßt, wenn der Weißlichtsensor
W gerade die Zone Z2 erfaßt.
Der Zusatzsensor ZS ist daher vorzugsweise starr gegenüber dem
Weißlichtsensor
W angeordnet.
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Der
Zusatzsensor ZS ist im Beispiel von 1 ein
optischer Sensor, z.B. ein Laser-Taster, mit einer optischen Achse
AZS, und imstande, die räumliche
Position des von ihm erfaßten
Punktes oder Teilbereichs in Bezug auf das Referenz-Koordinatensystem
RKS zu messen, so dass mittels des Zusatzsesors ZS die räumliche
Position einer Mehrzahl oder Vielzahl von Punkten oder Bereichen
der Oberfläche F1
erfaßbar
und vermeßbar
ist, welche zumindest teilweise innerhalb desjenigen Teils der Oberfläche F1 liegen,
welcher durch die vom Weißlichtsensor
W erfaßten
und vermessenen Zonen Z1,Z2,Z3,Z4 usw. aufgespannt wird. Die so
erhaltenenen Ergebnisse können
z.B. miteinander verglichen oder insbesondere zu einem einzigen
Datensatz kombiniert werden. Diese Vorgehensweise ist insbesondere
dann sehr vorteilhaft, wenn der Weißlichtsensor W aufgrund seiner
physikalischen Eigenschaften imstande ist, bestimmte, vom Zusatzsensor
nicht erfaßbare Strukturen
der Oberfläche
F1 zu erfassen, und/oder umgekehrt der Zusatzsensor ZS aufgrund
seiner physikalischen Eigenschaften imstande ist, bestimmte, vom
Weißlichtsensor
W nicht erfaßbare
Strukturen der Oberfläche
F1 zu erfassen.
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Das
Koordinatenmeßgerät KMG kann
insbesondere ein Multisensor-Koordinatenmeßgerät sein. 2 zeigt daher als Beispiel
hierfür
eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Meßanordnung,
welche gegenüber
der Meßanordnung
von 1 zusätzlich einen
Standardsensor S aufweist. Dieser ist im Beispiel von 2 ebenfalls ein optischer
Sensor, nämlich
eine Videokamera, mit einer optischen Achse AS. Der Standardsensor
S ist vorzugsweise imstande, einen solchen Bereich B der Oberfläche F1 zu
erfassen, welcher vom Erfassungsbereich des Weißlichtsensors W beabstandet
und wesentlich größer ist
als die Ausdehnung des Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
W quer zur Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z'.
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Der
Standardsensor S kann z.B. sehr vorteilhaft dazu herangezogen werden,
die Oberfläche
F1 schnell und daher rationell nach relevanten Gebieten abzusuchen,
welche anschließend
mittels des Weißlichtsensors
W im Detail untersucht bzw. vermessen werden sollen. Beispielsweise
kann beabsichtigt sein, den Rand und die unmittelbare Umgebung einer sehr
kleinen Bohrung in einem Werkstück,
z.B. Kfz-Einspritzdüse,
mittels des Weißlichtsensors
W topographisch zu untersuchen, wobei es schwierig bzw. zeitraubend
sein kann, die Bohrung ohne zusätzliche
Hilfsmittel in hinreichender Nähe
zum Erfassungsbereichs des Weißlichtsensors
W zu positionieren.
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Mit
Hilfe des Standardsensors S kann in derartigen Fällen die Bohrung schnell erfaßt werden,
da der vom Standardsensor B erfaßte Bereich B der Oberfläche F1,
das "Gesichtsfeld" des Standardsensors
S, wesentlich größer ist
als der Durchmesser des Erfassungsbereichs des Weißlichsensors
W quer zur Achse z',
und da der Standardsensor S, falls er z.B. als Video-Kamera ausgebildet
ist, im Gegensatz zum Weißlichtsensor
W eine große
Vielzahl von Punkten der Oberfläche
F1 simultan und getrennt voneinander als hochaufgelöstes Bild
erfasssen kann, was die schnelle, z.B. automatische Erkennung einer
Struktur wie z.B. der Bohrung wesentlich erleichtert.
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Falls
daher die Relativposition des vom Standardsensor S erfaßten Bereichs
der Oberfläche
F1 gegenüber
dem Erfassungsbereich des Weißlichtsensors
W bzw. die Projektion dieser Relativposition auf den Objektträgertisch
T bekannt ist – diese
Bedingung läßt sich
durch Einmessung sehr leicht realisieren – kann daher eine mittels des
Standardsensors S einmal erkannte Struktur mittels des Objektträgertisches
T sofort und evtl. automatisch auf Anhieb zielgenau in den Erfassungsbereich
des Weißlichtsensors
W verfahren werden, oder der Erfassungsbereich wird umgekehrt durch
Verschieben und/oder Verschwenken des Weißlichtsensors so verlagert, dass
sich die Struktur auf nhieb im erfassungsbereich befindet. Die hierzu
erforderliche Relativbewegung zwischen Objekt und Weißlichtsensor
kann nämlich aus
der genannten Relativposition bzw. deren Projektion sowie der Lage
der Struktur innerhalb des vo Standardsensor erfassten Bereichs
vorausberechnet werden.
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Falls
die ungefähre
Position der Struktur im dem Objekt bekannt ist, was z.B. bei serienmäßig mit einer
Oberflächenstruktur
behafteten Serienteilen in der Massenproduktion in der Regel der
Fall ist, kann das Objekt gegenüber
dem Standardsensor von vornherein stets so positioniert und ausgerichtet
werden, dass sich die Struktur in dem vom Standardsensor S erfaßten Bereich
befindet. Ein sofortiges zielgenaues Verfahren des Objektträgertisches
T in der oben erläuterten
sehr vorteilhaften Weise ist in diesen Fällen noch schneller möglich, da
die Struktur nicht erst in das "Gesichtsfeld" des Standardsensors S
verfahren zu werden braucht. Dasselbe gilt für den Fall, dass der Standardsensor
imstande ist, das gesamte Objekt einschließlich der Struktur simultan
zu erfassen.
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4 zeigt den Weißlichtsensor
W, den Teil der Traverse 4 und den Teil des Objektträgertisches T
von 3 sowie ein schalenförmiges transparentes
zu vermessendes Objekt O2, welches in Querschnittsdarstellung gezeigt
ist.
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Der
Weißlichtsensor
W ist gegenüber
dem Objekt O2 so positioniert und ausgerichtet, dass sich zwei Zonen
Z5,Z6 zugleich, nämlich
sowohl eine vordere Zone Z5, welche auf demjenigen Teil der Oberfläche F2 des
Objekts O2 liegt, der dem Weißlichtsensor
W zugewandt ist, als auch eine hintere Zone Z6, welche der vorderen
Zone Z5 gegenüberliegend auf
demjenigen Teil der Oberfläche
F2 des Objekts O2 liegt, der dem Weißlichtsensor W abgewandt ist, im
Erfassungsbereich des Weißlichtsensors
W befinden.
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Die
Position der vorderen und der hinteren Zone Z5,Z6 auf der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' in Bezug auf
den Nullpunkt werden mittels des Weißlichsensors W jeweils eindimensional
gemessen, und die dreidimensionale Position der vorderen und der
hinteren Zone Z5,Z6 werden im Referenz-Koordinatensystem RKS mit Hilfe der
so gewonnenen Ergebnisse sowie der Ergebnisse einer Einmessung der
räumlichen
Position des Nullpunkts und der Orientierung der Weißlichtsensor-Koordinatenachse
z' in Bezug auf
das Referenz-Koordinatensystem RKS jeweils bestimmt. Somit wurden
zwei Zonen der Oberfläche
F2, nämlich
das Zonenpaar Z5,Z6, vermessen, ohne dass dazwischen der Objektträgertisch
T verfahren wurde.
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Diese
Vorgehensweise kann für
eine Vielzahl weiterer derartiger Zonenpaare völlig entsprechend durchgeführt werden.
Auf diese weise kann die Oberfläche
F2 vollständig
erfaßt
werden, ohne dass das Objekt F2 umgedreht werden muss. Diese Vorgehensweise
eignet sich ferner insbesondere zur Messung von Schichtdicken.
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Gewerbliche Anwendbarkeit:
-
Die
gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung besteht darin, dass dieselbe
in der zerstörungsfreien
Prüfung
und Überwachung
der Gestalt von Gegenständen,
insbesondere von Serienteilen, z.B. Kfz-Einspritzdüsen, anwendbar
ist. Ebenso ist die Erfindung anwendbar zum Orten und Vermessen
von Oberflächenstrukturen.
wobei solche gegenüber
dem Stand der Technik auf Anhieb mit hoher Genauigkeit vermessen
werden können.
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- 1,2,3
- Trägerelemente
- 4
- Traverse
- AS
- Achse
des Standardsensors
- AZS
- Achse
des Zusatzsensors
- B
- vom
Standardsensor erfaßter
Bereich
- B1,B2
- scharfe
Bilder
- EW
- Erfassungsstrahl
des Weißlichtsensors
- F1
- Oberfläche des
Objekts O1
- F2
- Oberfläche des
Objekts O2
- KMG
- Koordinatenmeßgerät
- O1
- Objekt
- O2
- transparentes
Objekt
- S
- Strandardsensor
- RKS
- Referenz-Koordinatensystem
- T
- Objektträgertisch
- x,y,z
- Achsen
des Bezugs-Koordinatensystems
- W
- Weißlichtsensor
- ZS
- Zusatzsensor
- Z1–Z4
- Zonen
auf F1
- Z5,Z6
- Zonen
auf F2
- z'
- Weißlichtsensor-Koordinatenachse