DE10341666B4 - Method for measuring geometries of essentially two-dimensional objects - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Messen von Geometrien bzw. Strukturen von einem im Wesentlichen zweidimensionalen Objekt (10) in Form eines Werkstücks oder -zeugs mittels eines Koordinatenmessgerätes unter Verwendung einer einen matrixförmigen Bildverarbeitungssensor (16) wie eine oder mehrere CCD-Kameras umfassenden Bildverarbeitungssensorik (14) mit an dieser angeschlossenem Bildspeicher (17), wobei das zu messende Objekt auf einer Objektauflagefläche (12) und auf einer Seite des Objekts die Bildverarbeitungssensorik angeordnet werden, mittels der Bilder des Objekts aufgenommen und in dem Bildspeicher abgespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der den sich zu dem Objekt bewegenden Bildsensor (16) umfassenden oberhalb der Objektauflagefläche (12) sich befindenden Bildverarbeitungssensorik (14) an mehreren Stellen vom zu messenden Bereich des Objekts (10) Bilder aufgenommen werden, dass die Bilder in dem den Messbereich repräsentierenden Bildspeicher zu einem Gesamtbild oder Gesamtmessbild zusammengefügt und sodann das Gesamtbild bzw. Gesamtmessbild mittels einer oder mehrerer Auswerterecheneinheiten (19) hinsichtlich geometrischer Merkmale ausgewertet wird.Method for measuring geometries or structures of a substantially two-dimensional object (10) in the form of a workpiece or tool by means of a coordinate measuring machine using an image processing sensor system (14) comprising a matrix-shaped image processing sensor (16) such as one or more CCD cameras this connected image memory (17), wherein the object to be measured on an object support surface (12) and on one side of the object, the image processing sensors are arranged, are recorded by means of the images of the object and stored in the image memory, characterized in that means of the to the object sensor moving image sensor (16) above the object support surface (12) located image processing sensor (14) at several points from the area to be measured of the object (10) images are taken that the images in the image memory representing the measuring range to a total image or total assembled together and then the overall image or overall measurement image by means of one or more Auswerterecheneinheiten (19) is evaluated in terms of geometric features.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen von Geometrien oder Strukturen von einem im Wesentlichen zweidimensionalen Objekt in Form eines Werkstücks oder -zeugs mittels eines Koordinatenmessgerätes unter Verwendung einer einen matrixförmigen Bildverarbeitungssensor wie eine oder mehrere CCD-Kameras umfassenden Bildverarbeitungssensorik mit an dieser angeschlossenem Bildspeicher, wobei das zu messende Objekt auf einer Objektauflagefläche und auf einer Seite des Objekts die Bildverarbeitungssensorik angeordnet werden, mittels der Bilder des Objekts aufgenommen und in dem Bildspeicher abgespeichert werden.The The invention relates to a method for measuring geometries or structures of a substantially two-dimensional object in the form of a workpiece or by means of a coordinate measuring machine using a a matrix-shaped Image processing sensor as one or more CCD cameras comprehensive Image processing sensor with attached image memory, wherein the object to be measured on an object support surface and arranged on one side of the object, the image processing sensor be recorded by means of the images of the object and in the image memory be stored.

Zum Messen der Geometrie von überwiegend zweidimensionalen Objekten wie Werkstücken oder -zeugen, insbesondere zur messtechnischen Erfassung von Qualitätsmerkmalen, werden vorzugsweise Koordinatenmessgeräte mit Bildverarbeitungssensorik wie CCD-Kameras eingesetzt. Diese Geräte sind üblicherweise so aufgebaut, dass das zu messende Objekt von unten beleuchtet wird, mittels eines Kreuztisches bewegt wird und interessierende Messobjektstrukturen von oben mit einem Bildverarbeitungssensor gemessen werden. Der Nachteil des beschriebenen Konstruktionsprinzips besteht darin, dass bei unterschiedlich dicken Objekten der Bildverarbeitungssensor nachfokussiert werden muss. Das ebenfalls beim Auftreten kleinster Höhenstufungen am Objekt erforderliche Nachfokussieren verzögert den Messablauf.To the Measuring the geometry of predominantly two-dimensional objects such as workpieces or tools, in particular for metrological detection of quality characteristics, are preferably coordinate Measuring Machines used with image sensors such as CCD cameras. These Devices are common constructed so that the object to be measured is illuminated from below, is moved by means of a cross table and measuring object structures of interest be measured from above with an image sensor. Of the Disadvantage of the described design principle is that for differently thick objects, the image processing sensor must be refocused. That also when appearing smallest Height gradations on Object required refocusing delays the measurement process.

Es ist weiterhin üblich, die Bildverarbeitungssensorik zum Messen bestimmter Merkmale an dem jeweiligen Ort des Merkmals zu positionieren, sodann die Werkstückkonturen aufzunehmen und später zu berechnen. Ein Gesamtüberblick des Messobjektes wird somit nicht gewonnen.It is still common the image processing sensor for measuring certain features position the respective location of the feature, then the workpiece contours to record and later to calculate. An overall view of the measurement object is thus not won.

Ferner werden einzelne Bereiche des Messobjektes mehrfach angefahren, um nahe beieinander liegende Merkmale nacheinander aufzunehmen. Dies führt ebenfalls zur Verlängerung der Messzeit.Further individual areas of the test object are approached several times to to record close-by features one after the other. This leads as well for extension the measuring time.

Es sind auch so genannte Scannersysteme bekannt, bei denen mit zeilenförmigen Sensoren größere Abschnitte eines Bereiches abgescannt werden. Der Nachteil solcher Systeme liegt darin, dass die Bildinformation aus einer linearen Scannbewegung in einer ersten Richtung und der Sensorgeometrie in einer zweiten Richtung zusammengefügt werden. Die spezielle Geometrie der Sensorik erfordert ebenfalls Abbildungsoptiken, die grundsätzlich eine hochwertige Abbildung nicht zulassen. Im Ergebnis sind die nach diesem Prinzip hergestellten Messgeräte nur mit einer geringen Genauigkeit ausgestattet.It are also known as so-called scanner systems, where with line-shaped sensors larger sections an area are scanned. The disadvantage of such systems This is because the image information comes from a linear scanning motion in a first direction and the sensor geometry in a second Merged direction become. The special geometry of the sensors also requires Imaging optics, basically do not allow a high quality picture. As a result, the Measuring instruments manufactured according to this principle only with a low accuracy fitted.

Die DE 39 41 144 A1 bezieht sich auf ein Koordinatenmessgerät mit mehreren dreh- und schwenkbaren Kameras, deren Videosignale zusammen mit den Winkeldaten der Geber des für die Ausrichtung der Kameras benutzten Dreh/Schwenkgelenks einem Rechner des Koordinatenmessgerätes zugeführt werden.The DE 39 41 144 A1 refers to a coordinate measuring machine with a plurality of rotating and pivoting cameras, the video signals are fed together with the angular data of the encoder used for the alignment of the cameras rotary / swivel joint a computer of the coordinate measuring machine.

Der DE 196 25 361 A1 eine Mehrkameraanordnung zur geometrischen Messung großer Objekte zu entnehmen. Dabei werden die Kameras auf charakteristische Teile des zu messenden Objekts gerichtet. Mittels einer Kalibriervorrichtung erfolgt eine Zuordnung der Objektfelder in einem Raumkoordinatensystem.Of the DE 196 25 361 A1 to take a multi-camera arrangement for the geometric measurement of large objects. The cameras are aimed at characteristic parts of the object to be measured. By means of a calibration device, the object fields are assigned in a spatial coordinate system.

Die US 4,928,169 bezieht sich auf ein sogenanntes Frame Grabbing, um Einzelbilder für eine weitere digitale Bearbeitung oder anschließende Wiedergabe auf Computer mittels Hard- und Software zu ermöglichen.The US 4,928,169 refers to a so-called frame grabbing to allow frames for further digital editing or subsequent playback on computer hardware and software.

Aus der WO-92/07234 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Messen der Konturen eines lichtundurchlässigen Objekts bekannt. Zum Messen des Objekts wird dieses zu einer CCD-Zeilenkamera gedreht.From the WO-92/07234 A1 For example, a method and an apparatus for optically measuring the contours of an opaque object are known. To measure the object, it is rotated to a CCD line scan camera.

Bei einem Koordinatenmessgerät mit Durchlichtbeleuchtung nach der DE 198 05 040 A1 wird eine optische Messeinheit zu einem zu messenden Objekt verstellt.In a coordinate measuring machine with transmitted light illumination after the DE 198 05 040 A1 an optical measuring unit is adjusted to an object to be measured.

Der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass mit hoher Messgenauigkeit überaus schnell zweidimensionale Objekte bzw. deren Geometrien, insbesondere Objektkanten und -ecken und -ränder gemessen werden können.Of the The present invention is based on the problem of a method of the aforementioned type so that with high accuracy extremely fast two-dimensional objects or their geometries, in particular object edges and corners and edges can be measured.

Zur Lösung des Problems ist vorgesehen, dass mittels der den sich zu dem Objekt bewegenden Bildsensor umfassenden oberhalb der Objektauflagefläche sich befindenden Bildverarbeitungssensorik an mehreren Stellen von zu messendem Bereich des Objekts Bilder aufgenommen werden, dass die Bilder in dem den Messbereich repräsentierenden Bildspeicher zu einem Gesamtbild oder Gesamtmessbild zusammengefügt und sodann das Gesamtbild bzw. Gesamtmessbild mittels einer oder mehrerer Auswerterecheneinheiten hinsichtlich geometrischer Merkmale ausgewertet wird.to solution the problem is provided by means of which the object moving image sensor comprising above the object support surface itself The image processing sensors are in several places too Measuring area of the object images are taken, that the Images in the image memory representing the measuring range a total picture or total measuring picture joined together and then the overall picture or total measurement image by means of one or more evaluation unit is evaluated in terms of geometric features.

Erfindungsgemäß können mittels der Bildverarbeitungssensorik an mehreren Positionen des Messbereichs Bilder aufgenommen werden und diese rechnerisch im Bildspeicher zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden. Auch besteht die Möglichkeit, über den gesamten Messbereich verteilt Bilder aufzunehmen und diese zu einem Gesamtmessbild zusammenzufügen. Dabei kann das Gesamtbild hinsichtlich geometrischer Merkmale mit einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet werden. Zum Beispiel kann das Sehfeld des Sensors 50 × 80 mm2 und der Messbereich 400 × 200 mm2 betragen, um nur beispielhaft Zahlen zu nennen.According to the invention, images can be taken at several positions of the measuring range by means of the image processing sensor and these can be computationally combined in the image memory to form an overall image. It is also possible to take pictures distributed over the entire measuring range and make them into a total measurement picture together. In this case, the overall image can be evaluated with respect to geometric features with an image processing system. For example, the field of view of the sensor may be 50 x 80 mm 2 and the measurement range 400 x 200 mm 2 , to name numbers, by way of example only.

Zur Messzeitoptimierung werden erfindungsgemäß wahlweise das gesamte Messfeld oder Ausschnitte des Messfeldes durch Aneinanderreihen von Positionen des Bildverarbeitungssensors abgerastert. Hieraus wird virtuell im angeschlossenen Bildverarbeitungsrechner ein Gesamtbild erzeugt. Die messtechnische Auswertung erfolgt im Gesamtbild in einem Zug. Es werden somit Positioniervorgänge gespart und ein Gesamtüberblick über das zu messende Objekt gewonnen.to Measuring time optimization according to the invention optionally the entire measuring field or sections of the measuring field by juxtaposing positions scanned the image processing sensor. This becomes virtual generates an overall picture in the connected image processing computer. The metrological evaluation takes place in the overall picture in one go. There are thus positioning operations saved and an overall view of the gained object to be measured.

Auch Ausschnitte des Messfeldes selbst können als Teilgesamtmessbild dargestellt und sodann mit einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet werden.Also Extracts of the measurement field itself can be used as partial overall measurement represented and then evaluated with an image processing system become.

Insbesondere werden die Nachteile des Standes der Technik durch die genaue Positionierung von matrixförmigen Bildverarbeitungssensoren vermieden.Especially The disadvantages of the prior art are the exact positioning of matrix-shaped Image processing sensors avoided.

Bevorzugterweise ist vorgesehen, dass zur Erfassung des Objektes bzw. Bereiche dieses eine Optik mit veränderlichen Arbeitsabstand benutzt wird. Insbesondere kann jedoch ein optisches System verwendet werden, das eine Zoom-Optik aufweist, die wenigstens zwei axial jeweils separat motorisch verschiebbare Linsengruppen enthält. Insoweit wird auf die WO 99/53268 verwiesen, auf deren Offenbarung ausdrücklich Bezug genommen wird.Preferably, it is provided that an optic with a variable working distance is used to detect the object or areas thereof. In particular, however, it is possible to use an optical system which has a zoom optical system which contains at least two lens groups which are axially displaceable separately in each case by motor. In that regard, on the WO 99/53268 referenced, the disclosure of which is expressly incorporated by reference.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zunächst ein grobes Ausrichten des Bildverarbeitungssensors auf die zu messende Position des Objektes bzw. Teil des Objektes erfolgt, wobei beim Ausrichten des Bildverarbeitungssensors dieser mit einer Beschleunigung a1 > 0 mm/s2 bewegt wird, um sodann den Bildverarbeitungssensor abzubremsen und die Position bei bewegtem Bildverarbeitungssensor bei einer Beschleunigung a2 mit 0 mm/s2 ≤ a2 < a1 zu messen. Dabei kann gegebenenfalls das Objekt zusätzlich mit einem Lichtblitz beaufschlagt werden bzw. als Bildverarbeitungssensor wird eine CCD-Kamera mit Shutter verwendet. Durch diesbezügliche Maßnahmen erfolgt eine Korrelation zwischen Bewegung des Sensors und jeweils aufzunehmendem Bild, wobei durch den Lichtblitz bzw. den Shutter ein scheinbares Anhalten des Bildverarbeitungssensors realisiert wird mit der Folge, dass Messungen so durchgeführt werden, als wenn der Bildverarbeitungssensor während der Messung stillstehen würde.In a further development of the invention, it is provided that initially a coarse alignment of the image processing sensor takes place on the position to be measured of the object or part of the object, wherein when aligning the image processing sensor with an acceleration a 1 > 0 mm / s 2 is moved to then to decelerate the image processing sensor and to measure the position with the image processing sensor moved at an acceleration a 2 at 0 mm / s 2 ≦ a 2 <a 1 . In this case, if appropriate, the object can additionally be subjected to a flash of light or a CCD camera with shutter can be used as the image processing sensor. Through appropriate measures, a correlation between movement of the sensor and each aufzunehmendem image, wherein the flash of light or the shutter an apparent stop of the image processing sensor is realized with the result that measurements are carried out as if the image processing sensor would stand still during the measurement.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen – für sich und/oder in Kombination –, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung zu entnehmenden bevorzugten Ausführungsbeispielen.Further Details, advantages and features of the invention do not arise only from the claims, the characteristics to be taken from these - alone and / or in combination - but also to be taken from the following description of the drawing preferred embodiments.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Prinzipdarstellung einer Anordnung zum Messen eines zweidimensionalen Objektes, 1 a schematic diagram of an arrangement for measuring a two-dimensional object,

2a + 2b eine Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsform eines Messverfahrens und 2a + 2 B a schematic diagram of a first embodiment of a measuring method and

3a + 3b eine Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Messverfahrens. 3a + 3b a schematic diagram of a second embodiment of a measuring method.

In 1 ist rein prinzipiell eine Anordnung zum Messen eines im Wesentlichen zweidimensionalen Objektes 10 dargestellt, das auf einer Objektauflagefläche 12 angeordnet ist. Diese ist durchsichtig und insbesondere als Glasplatte ausgebildet, um das Objekt 10 von der Unterseite her beleuchten zu können. Oberhalb der Objektauflagefläche 12 ist eine Bildverarbeitungssensorik 14 in X- und Y-Richtung eines Koordinatenmessgerätes verstellbar angeordnet. Die Bildverarbeitungssensorik 14 umfasst bevorzugterweise eine CCD-Matrixkamera 16, der eine Optik 18 insbesondere in Form eines telezentrischen Objektivs mit großer Schärfentiefe vorgeordnet ist.In 1 is purely in principle an arrangement for measuring a substantially two-dimensional object 10 shown on an object support surface 12 is arranged. This is transparent and designed in particular as a glass plate to the object 10 to illuminate from the bottom. Above the object support surface 12 is an image processing sensor 14 arranged adjustable in the X and Y direction of a coordinate measuring machine. The image processing sensor 14 preferably comprises a CCD matrix camera 16 that a look 18 is arranged in particular in the form of a telecentric lens with a large depth of field.

Zum Beleuchten des Objektes 10 ist unterhalb von diesem, also in Bezug auf die Bildverarbeitungssensorik 14 auf der gegenüberliegenden Seite des Objekts 10 eine Beleuchtung insbesondere in Form eines flächigen Leuchtfeldes 22 vorgesehen.To illuminate the object 10 is below this, so in terms of image sensor 14 on the opposite side of the object 10 a lighting, in particular in the form of a flat illuminated field 22 intended.

Um mit hoher Geschwindigkeit präzise Messungen durchzuführen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bildverarbeitungssensorik 14 an mehreren Positionen 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38 des zu messenden Bereichs des Objekts 10 Bilder aufnimmt, die in den 2a und 3a grundsätzlich dem jeweiligen Sehfeld 25, 37 der Bildverarbeitungssensorik 14 entsprechen und durch von gestrichelten Linien umrahmte Quadrate repräsentiert werden, um die jeweiligen Bilder sodann rechnerisch in einem Bildspeicher zu einem Gesamtbild gemäß 2b oder bei verteilt aufgenommenen Bildern (3a) diese zu einem Gesamtmesssbild gemäß 3b zusammenzufügen. Aus den jeweiligen Gesamtbild 40 bzw. 42 können sodann geometrische Merkmale wie Position eines Messortes 44, 46 oder Abstand 48, 50 der Messpunkte bzw. Messorte ausgewertet werden.In order to carry out precise measurements at high speed, it is provided according to the invention that the image processing sensors 14 at several positions 24 . 26 . 28 . 30 . 32 . 34 . 36 . 38 of the area of the object to be measured 10 Taking pictures in the 2a and 3a basically the respective field of vision 25 . 37 the image processing sensor 14 and represented by squares framed by dashed lines, to then computationally store the respective images in a frame memory according to an overall image 2 B or in the case of distributed images ( 3a ) to a total measurement image according to 3b put together. From the respective overall picture 40 respectively. 42 can then geometrical features such as position of a measuring location 44 . 46 or distance 48 . 50 the measurement points or locations are evaluated.

Das Sehfeld 24, 25, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 37, 38 kann z. B. eine Größe von 50 × 80 mm2 und der Messbereich 400 × 200 mm2 betragen, ohne dass dies einschränkend zu verstehen ist.The field of vision 24 . 25 . 26 . 28 . 30 . 32 . 34 . 36 . 37 . 38 can z. Example, a size of 50 × 80 mm 2 and the measuring range 400 × 200 mm 2 , without this being limiting.

Mit anderen Worten werden zur Messzeitoptimierung erfindungsgemäß wahlweise das gesamte Messfeld (2a) oder Ausschnitte des Messfeldes (3a) durch Aneinanderreihen von Positionen des Bildverarbeitungssensors wie Matrix-CCD-Kamera 16 abgerastert. Hieraus wird virtuell in einem angeschlossenen Bildverarbeitungsrechner ein Gesamtbild 40, 42 erzeugt, wobei die messtechnische Auswertung im Gesamtbild in einem Zug erfolgt. Somit werden Positioniervorgänge gespart und ein Gesamtüberblick über das zu messende Objekt 10 gewonnen. Durch diese Maßnahmen werden die Nachteile des Standes der Technik durch die notwendige genaue Positionierung von matrixförmigen Bildverarbeitungssensoren vermieden.In other words, according to the invention, the entire measuring field (FIG. 2a ) or sections of the measuring field ( 3a ) by juxtaposing positions of the image processing sensor such as matrix CCD camera 16 scanned. From this, a total image is virtually in a connected image processing computer 40 . 42 generated, wherein the metrological evaluation in the overall picture takes place in one go. This saves positioning operations and provides a complete overview of the object to be measured 10 won. By these measures, the disadvantages of the prior art are avoided by the necessary accurate positioning of matrix-shaped image processing sensors.

Unabhängig hiervon kann das Messverfahren dadurch optimiert werden, dass zunächst ein grobes Ausrichten des Bildverarbeitungssensors auf zu messende Position des Objektes erfolgt, wobei beim Ausrichten des Bildverarbeitungssensors dieser mit einer Beschleunigung a1 > 0 mm/s2 bewegt wird, um sodann den Bildverarbeitungssensor abzubremsen und die Position bei bewegtem Bildverarbeitungssensor mit einer Beschleunigung a2 mit 0 mm/s2 ≤ a2 < a1 gemessen wird. Dabei kann ein Bildverarbeitungssensor in Form einer CCD-Kamera mit Shutter verwendet werden, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass beim Messen ungeachtet der Bewegung des Sensors ein scheinbares Anhalten dieses erfolgt. Gleiches kann mit einem Lichtblitz realisiert werden.Irrespective of this, the measuring method can be optimized by first roughly aligning the image processing sensor with the object to be measured, whereby when the image processing sensor is aligned, it is moved with an acceleration a 1 > 0 mm / s 2 and then the image processing sensor is decelerated and the position is measured with a moving image processing sensor with an acceleration a 2 with 0 mm / s 2 ≤ a 2 <a 1 . In this case, an image processing sensor in the form of a CCD camera with shutter can be used, which has the advantage that when measuring regardless of the movement of the sensor, an apparent stop this takes place. The same can be realized with a flash of light.

Mit anderen Worten wird der Bildverarbeitungssensor nur grob auf die zu messende Position bewegt und dann bei weiterhin bewegten, jedoch grundsätzlich nicht beschleunigtem Bildverarbeitungssensor, der mit einer Geschwindigkeit von v1 von z. B. 50 bis 200 mm/s bewegt werden kann, zu messen. Dabei kann das zum Messen erforderliche Bildspeichern im Bildverarbeitungssensor durch Erreichen eines Zielbereichs erkannt werden. So kann das Abbremsen durch optisches Erfassen von die Position enthaltenden Bereichs des Objekts mittels des Bildverarbeitungssensors eingeleitet werden.In other words, the image processing sensor is only roughly moved to the position to be measured and then with still moving, but not always accelerated image processing sensor, which is at a speed of v 1 of z. B. 50 to 200 mm / s can be moved to measure. In this case, the image storage required for measuring in the image processing sensor can be detected by reaching a target area. Thus, the deceleration may be initiated by optically detecting the position-containing area of the object by means of the image processing sensor.

Dabei kann eine Bewegung des Bildverarbeitungssensors derart erfolgen, dass bei der Geschwindigkeit von v1 das Objekt bzw. Messbereich oder Messpunkte dieses gemessen werden, anschließend der Bildverarbeitungssensor stark beschleunigt wird, z. B. auf einen Wert von in etwa 5000 bis 15 000 mm/s, um sodann bei einer Beschleunigung 0 mm/s2 bei einer Geschwindigkeit von v2 zwischen 400 und 600 mm/s auf den Messbereich bzw. Messpunkt grob ausgerichtet zu werden. Sodann erfolgt ein Abbremsen des Bildverarbeitungssensors auf die Geschwindigkeit v1 im Bereich zwischen vorzugsweise 50 mm/s und 150 mm/s, um zu messen. Während dieser Zeit kann das Objekt bzw. der zu messende Bereich mit Lichtblitzen beaufschlagt werden bzw. der Shutter des Bildverarbeitungssensors in der gewünschten Frequenz geöffnet und geschlossen werden. Nach erfolgter Messung wird sodann der Bildverarbeitungssensor im zuvor beschriebenen Sinne beschleunigt, um auf einen neuen Messpunkt bzw. -bereich ausgerichtet zu werden.In this case, a movement of the image processing sensor can take place such that at the speed of v 1, the object or measuring range or measuring points of this are measured, then the image processing sensor is greatly accelerated, z. B. to a value of about 5000 to 15 000 mm / s, and then roughly aligned with an acceleration 0 mm / s 2 at a speed of v 2 between 400 and 600 mm / s on the measuring range or measuring point. Then, the image processing sensor is decelerated to the speed v 1 in the range between preferably 50 mm / s and 150 mm / s to measure. During this time, the object or the area to be measured can be exposed to flashes of light or the shutter of the image processing sensor can be opened and closed at the desired frequency. After the measurement, the image processing sensor is then accelerated in the sense described above, to be aligned to a new measurement point or area.

Claims (9)

Verfahren zum Messen von Geometrien bzw. Strukturen von einem im Wesentlichen zweidimensionalen Objekt (10) in Form eines Werkstücks oder -zeugs mittels eines Koordinatenmessgerätes unter Verwendung einer einen matrixförmigen Bildverarbeitungssensor (16) wie eine oder mehrere CCD-Kameras umfassenden Bildverarbeitungssensorik (14) mit an dieser angeschlossenem Bildspeicher (17), wobei das zu messende Objekt auf einer Objektauflagefläche (12) und auf einer Seite des Objekts die Bildverarbeitungssensorik angeordnet werden, mittels der Bilder des Objekts aufgenommen und in dem Bildspeicher abgespeichert werden, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der den sich zu dem Objekt bewegenden Bildsensor (16) umfassenden oberhalb der Objektauflagefläche (12) sich befindenden Bildverarbeitungssensorik (14) an mehreren Stellen vom zu messenden Bereich des Objekts (10) Bilder aufgenommen werden, dass die Bilder in dem den Messbereich repräsentierenden Bildspeicher zu einem Gesamtbild oder Gesamtmessbild zusammengefügt und sodann das Gesamtbild bzw. Gesamtmessbild mittels einer oder mehrerer Auswerterecheneinheiten (19) hinsichtlich geometrischer Merkmale ausgewertet wird.Method for measuring geometries or structures of a substantially two-dimensional object ( 10 ) in the form of a workpiece or tool by means of a coordinate measuring machine using a matrix-type image processing sensor ( 16 ) such as one or more CCD cameras image processing sensors ( 14 ) with attached image memory ( 17 ), wherein the object to be measured on an object support surface ( 12 ) and on one side of the object, the image processing sensors are arranged, are picked up by means of the images of the object and stored in the image memory, characterized in that by means of the moving to the object image sensor ( 16 ) above the object support surface ( 12 ) are located image processing sensors ( 14 ) in several places of the area of the object to be measured ( 10 ) Images are combined so that the images in the image memory representing the measuring range are combined to form an overall image or overall measurement image and then the overall image or overall measurement image is evaluated by means of one or more evaluation unit units ( 19 ) is evaluated in terms of geometric features. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über den gesamten Messbereich verteilt Bilder (24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38) aufgenommen und diese zu einem Gesamtmessbild (40, 42) zusammengefügt werden.Method according to at least claim 1, characterized in that images distributed over the entire measuring range ( 24 . 26 . 28 . 30 . 32 . 34 . 36 . 38 ) and to a total measurement image ( 40 . 42 ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildverarbeitungssensor (16) während der Messung des Objekts (10) bewegt und das Objekt mit einem Lichtblitz beaufschlagt oder als Bildverarbeitungssensor eine CCD-Kamera mit Shutter verwendet wird.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the image processing sensor ( 16 ) during the measurement of the object ( 10 ) and the object is exposed to a flash of light or a CCD camera with shutter is used as the image processing sensor. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen des Objektes (10) bzw. eines Bereiches dieses folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: – grobes Ausrichten des Bildverarbeitungssensors (14) auf zu messender Position des Objekts (10), wobei beim Ausrichten des Bildverarbeitungssensors dieser mit einer Beschleunigung a1 > 0 mm/s2 bewegt wird, und – Abbremsen des Bildverarbeitungssensors in messender Position bei bewegtem Bildverarbeitungssensor bei einer Beschleunigung a2 mit 0 mm/s2 ≤ a2 < a1.Method according to at least claim 1, characterized in that for measuring the object ( 10 ) or a range of these method steps are carried out: - coarse alignment of the image processing sensor ( 14 ) on the position of the object to be measured ( 10 ), whereby when aligning the image processing sensor this is moved with an acceleration a 1 > 0 mm / s 2 , and - Braking the image processing sensor in the measuring position with moving image processing sensor at an acceleration a 2 with 0 mm / s 2 ≤ a 2 <a 1 . Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass eine Abbildungsoptik (18) des Bildverarbeitungssensors (18) mit veränderlichem Arbeitsabstand, insbesondere eine Abbildungsoptik mit einer Zoomoptik verwendet wird, die wenigstens zwei axial jeweils separat motorisch verschiebbare Linsengruppen enthält.Method according to at least claim 1, characterized in that an imaging optics ( 18 ) of the image processing sensor ( 18 ) is used with variable working distance, in particular an imaging optics with a zoom lens, which contains at least two axially separately motor-displaced lens groups. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Objektauflagefläche (12) bzw. des zu messenden Objektes (10) eine Beleuchtungseinrichtung (22) vorzugsweise in Form einer leuchtenden Fläche angeordnet wird.Method according to claim 1, characterized in that below the object support surface ( 12 ) or of the object to be measured ( 10 ) a lighting device ( 22 ) is preferably arranged in the form of a luminous surface. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Abbildungsoptik (18) des Bildverarbeitungssensors (16) ein telezentrisches Objektiv mit großer Schärfentiefe verwendet wird.Method according to at least claim 1, characterized in that as imaging optics ( 18 ) of the image processing sensor ( 16 ) a telecentric lens with a large depth of field is used. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Bildverarbeitungssensors (16) mit diesem zugeordneten x-/y-Antrieben verstellt und die Position durch entsprechende lineare Maßstäbe gemessen wird.Method according to at least claim 1, characterized in that the position of the image processing sensor ( 16 ) adjusted with this associated x- / y-drives and the position is measured by corresponding linear scales. Verfahren nach zumindest Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Beleuchten bildverarbeitungs Sensor, seitiger Fläche des Objekts die Abbildungsoptik (18) der Bildverarbeitungssensor vorzugsweise konzentrisch von Beleuchtungselementen wie Leuchtdioden umgeben wird.A method according to at least claim 1, characterized in that for illuminating the image processing sensor, the side surface of the object, the imaging optics ( 18 ) The image processing sensor is preferably concentrically surrounded by lighting elements such as light emitting diodes.
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