DE19955702A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung zumindest eines Teiles der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung zumindest eines Teiles der Oberfläche eines dreidimensionalen ObjektsInfo
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Abstract
Zur Vermessung der Oberfläche eines Objekts, zur Qualitätsprüfung oder für eine Schaltfunktion können Oberflächen angetastet werden. Bislang wurden hierfür mechanische Taster eingesetzt, die über eine Verfahreinheit, z. B. einen Roboterarm, kontrolliert werden können. Die räumliche Ausdehnung des Tasters führt zu Ungenauigkeiten, die auf aufwendige Weise nachträglich korrigiert werden müssen. Zudem birgt der mechanische Kontakt die Gefahr einer Beschädigung der Objektoberfläche durch den Taster in sich. Mit den neuen Verfahren und der neuen Vorrichtung sollen auf kostengünstige Weise die vorgenannten Nachteile vermieden werden. DOLLAR A Als Taster wird ein in den Raum projiziertes Strahlungsmuster (5) eingesetzt. Mit Hilfe einer digitalen Kamera (3) und digitaler Verarbeitung des Kamerabildes wird der Antastmoment festgestellt, zu dem sich z. B. ein bestimmter Kontaktpunkt des Strahlungsmusters (5) mit einem Antastpunkt auf der Objektoberfläche (12) deckt. Neben der Berührungsfreiheit hat die Verwendung des Strahlungsmusters (5) insbesondere den Vorteil, dass die Koordinaten der angetasteten Punkte in der Regel nicht nachträglich korrigiert zu werden brauchen. DOLLAR A Berührungsloses Antasten von Oberflächen, insbesondere zur Digitalisierung und Qualitätsprüfung.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Antasten der Oberfläche eines
dreidimensionalen Objekts sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung zumin
dest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts.
Das Antasten von Oberflächen von Objekten kann unterschiedlichen Zwecken dienen. So kann
mit dem Antasten eine Schaltfunktion verbunden sein, mit der bestimmte automatisierte Hand
lungen, beispielsweise weitere Produktionsschritte, ausgelöst werden. Mit dem Antasten kann
auch eine Prüffunktion verbunden sein. Es kann z. B. festgestellt werden, ob sich ein Objekt zum
gewünschten Zeitpunkt an einem gewünschten Ort befindet. Darüber hinaus ist es möglich, mit
Hilfe des Antastens einer Vielzahl von Punkten die Objektoberfläche oder zumindest ein Teil
davon zu vermessen. Ein solches Vermessen kann der Qualitätskontrolle während oder am Ende
der Produktion dienen. Des weiteren ist so der Verschleiß von Werkzeugen erfassbar. Eine
wichtige Rolle spielt die digitalisierte Vermessung von Objektoberflächen oder Teilen hiervon in
der Entwicklung neuer Produkte. Ein zunächst manuell gefertigter und anschließend digitalisier
ter Prototyp kann Grundlage für eine spätere automatisierte Herstellung sowie für eine Weiter
bildung mittels CAD-Programmen sein.
Derzeit ist bekannt, für eine hochgenaue Vermessung einzelner Oberflächenpunkte bis hin zu
ganzen Oberflächen Koordinatenmessgeräte einzusetzen (T. Pfeifer; Koordinatenmesstechnik für
die Qualitätssicherung; VDI Verlag, Düsseldorf,1992, ISBN 3-18-401212-3). Diese Koordina
tenmessgeräte weisen eine Verfahreinheit mit einem mechanischen Taster auf, der an seinem
freien Ende z. B. eine Rubinkugel trägt. Bei der Berührung der Rubinkugel mit der zu vermes
senden Oberfläche wird der erhöhte mechanische Widerstand und mit Hilfe einer Auswerteein
heit die Antastposition der Rubinkugel zum Zeitpunkt der Berührung festgestellt. Nach dem
Antasten einer Vielzahl von Oberflächenpunkten können aus den Koordinaten der Antastpositio
nen Informationen über die Oberflächenkontur gewonnen werden. Aufgrund der dreidimensio
nalen Ausdehnung der Tasterspitze müssen nach der Messung in der Regel aufwendige Kor
rekturen der Messdaten durchgeführt werden. So sind u. a. die Flächennormalen an den gemes
senen Punkten zu berechnen; d. h., die Neigung der zu vermessenden Objektoberfläche im Bezug
auf die Bewegungsrichtung des Tasters muss ermittelt werden. Der mechanische Taster hat
zudem noch insbesondere den Nachteil, dass die zu prüfenden Oberflächen hinreichend hart sein
müssen, da zu weiche Materialien beim Antasten verformt würden und so z. B. eine Digitali
sierung des Objekts nicht mit hinreichender Genauigkeit möglich ist. Des weiteren besteht die
Gefahr der Beschädigung oder Zerstörung empfindlicher Oberflächen, z. B. bei hochpräzise
bearbeiteten Oberflächen oder beschichteten Optiken. Weiterhin ist nachteilig, dass eine Digita
lisierung eines Objekts mit einem mechanischen Taster sehr zeitaufwendig und deshalb für einen
Einsatz während eines Produktionsprozesses ungeeignet sein kann.
Zur Digitalisierung von Objektoberflächen sind auch berührungslos messende Techniken be
kannt. So können Autofokussensoren eingesetzt werden (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik; Ol
denbourg Verlag, München, 1998, ISBN 3-486-24219-9), bei denen der veränderbare Fokus
punkt eines optischen Linsensystems hochgenau auf die Oberfläche des betrachteten Objekts
eingeregelt wird. Hier muss allerdings ein aufwendiges Zusammenspiel zwischen einer Verfahr
einheit und dem Autofokussensor eingerichtet werden, damit ein mechanisches Berühren des
Autofokussensor mit der Objektoberfläche vermieden werden kann. Die Einregelung des Auto
fokussensors in jedem einzelnen Antastpunkt ist zudem zeitaufwendig.
Bei Punkt-Triangulations-Sensoren (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik, a.a.O.) wird ein Strah
lungspunkt auf die Oberfläche eines Objekts projiziert und aus einer von der Beleuchtungsrich
tung verschiedenen Betrachtungsrichtung mittels einer digitalen Kamera aufgenommen. Aus der
Geometrie der Anordnung können die Koordinaten der beleuchteten Punkte erfasst werden. An
stelle des Punktes kann auch eine Linie projiziert werden (Lichtschnittsensoren) (T. Pfeifer; Fer
tigungsmesstechnik, a.a.O.). Des weiteren existieren Systeme, die auf den Verfahren Streifen
projektion und/oder Photogrammetrie (T. Pfeifer; Fertigungsmesstechnik, a.a.O.) basieren. Diese
Techniken erlauben eine hohe Messgeschwindigkeit und damit auch einen Einsatz innerhalb
eines Produktionsablaufs. Dagegen sind in der Regel die erreichbaren Messgenauigkeiten unzu
reichend. Zudem ist es bei den berührungslos messenden Techniken - mit Ausnahme des Auto
fokussensors - notwendig, dass die Beleuchtungs- und Betrachtungsrichtung verschieden von
einander sind. Daher können Oberflächen in tiefen Bohrungen beispielsweise nicht angetastet
werden. Die Autofokussensoren wiederum haben den Nachteil, dass sie allein lotrecht antasten
können, was mit einem übermäßigen Justierungsaufwand während der Messungen verbunden
sein kann.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum An
tasten der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts sowie ein Verfahren zur Messung zumin-
dest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensionalen Objekts zur Verfügung zu stellen, mit
denen die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Antasten der Oberfläche eines dreidimensionalen
Objekts gelöst, bei dem
- a) ein dreidimensionales Strahlungsmuster in den Raum projiziert wird, wobei die Ortskoordi naten des projizierten Strahlungsmusters relativ zu einem Bezugspunkt bekannt sind,
- b) während einer Relativbewegung zwischen Strahlungsmuster und Objekt eine Kamera auf das projizierte Strahlungsmuster gerichtet wird und c) mittels Verarbeitung des Kamerabildes ein Antastmoment festgestellt wird, in dem die Ob jektoberfläche das Strahlungsmuster schneidet.
Auf diese Weise wird der mechanische Taster durch ein projiziertes Strahlungsmuster ersetzt.
Insbesondere bei digitaler Verarbeitung des Kamerabildes kann der Antastvorgang hochgenau
und schnell durchgeführt werden. Des weiteren ist das Verfahren berührungslos, so dass eine
mechanische Beeinträchtigung der Objektoberfläche völlig vermieden werden kann. Als An
tastmoment kann z. B. der Zeitpunkt festgelegt werden, zu dem eine vom Strahlungsmuster er
zeugte Reflexionsfigur auf der Objektoberfläche eine vorbestimmte Größe erreicht. Alternativ
hierzu kann der Moment als Antastmoment festgelegt werden, zu dem die Kamera erstmals ei
nen vom Strahlungsmuster auf der Objektoberfläche erzeugten Lichtfleck feststellt. Hierbei wäre
die Reflexionsfigur also nahezu punktförmig.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein im wesentlichen
kugelförmiges Strahlungsmuster projiziert wird. Ein kugelförmiges Gebilde stellt ein einfach zu
erzeugendes Strahlungsmuster dar, das vielen Anwendungsbeispielen des erfindungsgemäßen
Verfahrens genügt. Das kugelförmige Strahlungsmuster ist insbesondere für solche Antastvor
gänge geeignet, bei denen die Neigung der anzutastenden Oberfläche nicht parallel oder nahezu
parallel zur Projektionsrichtung ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass ein im wesentlichen
ringförmiges Strahlungsmuster projiziert wird. Mit einem ringförmigen Strahlungsmuster hinrei
chenden Durchmessers können ohne weiteres auch Oberflächen angetastet werden, deren Nei
gung parallel oder nahezu parallel zur Projektionsrichtung ist, da der Strahlenverlauf des proji
zierten Ringmusters dann nicht notwendigerweise von der Objektoberfläche selbst gestört wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch so ausgeführt werden, dass sich das pro
jizierte Strahlungsmuster aus einem im wesentlichen kugelförmigen Teilmuster und einem im
wesentlichen ringförmigen Teilmuster zusammensetzt. Auf diese Weise können die Vorteile von
kugelförmigem und ringförmigem Strahlungsmuster vereint werden.
Selbstverständlich sind die Gestaltungsmöglichkeiten für die Muster vielfältig. So kann das ring
förmige Strahlungsmuster auch durchaus durch ein polygonales Strahlungsmuster und das kugel
förmige Strahlungsmuster durch eine rotationsellipsoides Strahlungsmuster oder andere ersetzt
werden. Es können des weiteren Kombinationen von mehr als zwei Teilmustern sinnvoll sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so geführt werden, dass zur Erzeugung des Strah
lungsmusters mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung arbeitendes optisches Element,
beispielsweise ein Hologramm oder ein Beugungsgitter, eingesetzt wird. Mit Hologrammen
können nahezu beliebig geformte Strahlungsmuster projiziert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft auch so ausgeführt werden, dass zur Erzeu
gung des Strahlungsmusters mindestens ein nach den Gesetzen der Brechung arbeitendes opti
sches Element, beispielsweise eine optische Linse, eingesetzt wird. Eine mit Weißlicht bestrahlte
Linse ergibt beispielsweise aufgrund chromatischer Aberration und anderer üblicher Linsenfeh
ler in erster Näherung ein doppelkegelförmiges Strahlungsmuster im Bereich des idealen Fokus
punktes.
Bei einem Verfahren zum Vermessen zumindest eines Teils der Oberfläche eines dreidimensio
nalen Objekts, bei dem die Oberfläche in mehreren Antastpunkten angetastet wird und die Koor
dinaten der Antastpunkte ermittelt werden, wird die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, dass
das Antasten der Antastpunkte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 erfolgt,
wobei als Antastpunkt jeweils der Punkt der Objektoberfläche genommen wird, der im An
tastmoment innerhalb einer vom Strahlungsmuster auf der Objektoberfläche erzeugten Refle
xionsfigur eine bestimmte Antastposition einnimmt, und als Ortskoordinaten des Antastpunktes
die Ortskoordinaten eines bestimmten Kontaktpunktes des Strahlungsmusters genommen wer
den.
Der Einsatz insbesondere von digitaler Bildverarbeitung ermöglicht es, mit der ersten Messung
die korrekten Koordinaten der Antastpunkte zu ermitteln. Hierdurch kann sich eine nachträgliche
Korrektur der Messdaten völlig erübrigen. Als Kontaktpunkt kann beispielsweise bei einem ku
gelförmigen Strahlungsmuster dessen Mittelpunkt genommen werden. Als Antastpunkt kann
z. B. der Punkt der Objektoberfläche definiert werden, der im Schwerpunkt der Reflexionsfigur
liegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so ausgeführt werden, dass mittels Verarbeitung des
von der Reflexionsfigur aufgenommenen Kamerabildes Informationen über die Kontur der
Oberfläche im Bereich des Antastpunktes gewonnen werden. Bei einem kugelförmigen
Strahlungsmuster kann sich z. B. bei einer zur Projektionsrichtung gleichmäßig geneigten
Objektoberfläche eine ovale Reflexionsfigur bilden. Aus dieser Reflexionsfigur kann z. B. die
Neigung dieser Oberfläche mit Hilfe der digitalen Bildverarbeitung ermittelt werden. Des
weiteren kann es möglich sein, aus der Reflexionsfigur sofort die Koordinaten von zum
Antastpunkt benachbarten Oberflächenpunkten zu ermitteln.
Mit einer Vorrichtung zum Antasten und/oder zur Vermessung zumindest eines Teils der Ober
fläche eines dreidimensionalen Objekts, umfassend
- a) eine Tasteinheit,
- b) eine zur kontrollierten Bewegung der Tasteinheit relativ zur Objektoberfläche dienende Ver fahreinheit und
- c) Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Tasteinheit und Objektoberfläche, wird die oben erwähnte Aufgabe dadurch gelöst, dass
- d) die Tasteinheit Mittel zur Projektion eines dreidimensionalen Strahlungsmusters in den Raum umfasst und
- e) die Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Tasteinheit und Objektoberfläche eine auf den Ort der Projektion des Strahlungsmusters gerichtete digitale Kamera sowie eine Aus werteeinheit zur digitalen Verarbeitung des Kamerabildes umfassen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann vorteilhaft auch so ausgebildet sein, dass die Richtung
der Projektion des Strahlungsmusters und die durch die digitale Kamera definierte Beobach
tungsrichtung zumindest in einem bis zum Ort der Projektion des Strahlungsmusters reichenden
Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die Parallelität von
Projektionsrichtung und Beobachtungsrichtung mittels eines Strahlteilers, beispielsweise eines
halbdurchlässigen Spiegels erzeugt ist.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verfahren sowie eine bevorzugte Aus
bildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind im folgenden anhand von Figuren erläu
tert.
Es zeigt schematisch
Fig. 1 eine Vorrichtung zum berührungslosen Antasten von Objektoberflächen,
Fig. 2 eine Variation der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig. 3 ein aus einem ringförmigen Teilmuster und einem kugelförmigen Teilmuster be
stehendes Strahlungsmuster in Seitenansicht,
Fig. 4 das Strahlungsmuster gemäß Fig. 3 in Aufsicht,
Fig. 5 ein kugelförmiges Strahlungsmuster im Antastmoment in einem Sackloch und
Fig. 6 ein ringförmiges Strahlungsmuster im Antastmoment.
Fig. 1 und 2 zeigen jeweils schematisch in Aufsicht eine Verfahreinheit 1, die mit Hilfe hier
nicht dargestellter Mittel in den drei Dimensionen hochpräzise verfahren werden kann. Auf der
Verfahreinheit 1 sind eine Projektionseinheit 2 und eine digitale Kamera 3 installiert. Die digi
tale Kamera 3 ist mit einer Auswerteinheit 4 für die digitale Verarbeitung des Kamerabildes ver
bunden.
Mit der Projektionseinheit 2 wird ein Strahlungsmuster 5 in den Raum projiziert. Die digitale
Kamera 3 ist auf die Stelle der Projektion gerichtet. In Fig. 2 ist zusätzlich ein Strahlteilerwürfel
6 derart in den Strahlengang der Projektionseinheit 2 gestellt, dass es möglich ist, zwischen dem
Strahlteilerwürfel 6 und dem Strahlungsmuster 5 die Beobachtungsrichtung und die Projektions
richtung in Deckung zu bringen.
Zum Antasten der Oberfläche eines Objekts 7 wird nun die Verfahreinheit 1 derart verfahren,
dass die Oberfläche des Objekts 7 das Strahlungsmuster 5 schneidet. Dabei bildet sich auf der
Objektoberfläche eine in den Figuren nicht dargestellte Reflexionsfigur, die in dem hier ange
nommenen Fall einer zur Bestrahlungsrichtung senkrechten und im Bereich der Reflexionsfigur
konstanten Oberfläche kreisförmig ist. Die Verfahreinheit 1 wird mittels der bildverarbeitenden
Auswerteeinheit 4 auf den maximalen Reflexionsfigurradius eingeregelt, so dass der Mittelpunkt
des kugelförmigen Strahlungsmusters 5, im folgenden als Kontaktpunkt bezeichnet, mit einem
Punkt der Objektoberfläche zusammenfällt. Dieser Punkt der Objektoberfläche ist der An
tastpunkt des Objekts 7. Die Koordinaten des Kontaktpunktes relativ zu einem zum Objekt 7
fixierten Bezugspunkt werden im Antastmoment, d. h. bei maximalem Reflexionsfigurradius,
registriert und als Koordinaten des Antastpunktes des Objekts 7 genommen.
Der Strahlteilerwürfel 6 kann lösbar oder verfahrbar und die digitale Kamera 3 um eine Achse
drehbar angebracht sein, so dass von einer Anordnung mit zur Projektionsrichtung paralleler
Beobachtungsrichtung zu einer Anordnung mit von Projektionsrichtung abweichender Beob
achtungsrichtung gewechselt werden kann.
Fig. 3 zeigt in Seitenansicht ein aus einem kugelförmigen Teilmuster 8 und einem ringförmigen
Teilmuster 9 bestehendes Strahlungsmuster 10. Fig. 4 zeigt dasselbe Strahlungsmuster in Auf
sicht. Die gegebene Teilmusterkombination ist vorteilhaft, da hierdurch das Antasten einer Ob
jektoberfläche bei unterschiedlichsten Konturen der Objektoberfläche erleichtert wird. Dies ist in
den Fig. 5 und 6 verdeutlicht.
Fig. 5 zeigt ein Sackloch 11 im Objekt 7. Das kugelförmige Teilmuster 8 hat gerade die An
tastposition am Boden des Sackloches 11 erreicht. Der Antastmoment kann erfasst werden, wenn
Beobachtungsrichtung und Projektionsrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, übereinstimmen. Das
ringförmige Teilmuster 9 ist in Fig. 5 nicht dargestellt.
Fig. 6 zeigt den Antastmoment an einer anderen Stelle des Objekts 7 an einer Oberfläche 12, die
nahezu parallel zur Projektionsrichtung ist. Für die Projektion des ringförmigen Teilmusters 9 ist
der Strahlengang der in Fig. 6 nicht dargestellten Projektionseinheit derart aufgefächert, dass
durch die Kante 13 des Objekts 7 die Projektion nicht gestört wird. Zur Beobachtung des An
tastmoments müssen hier Beobachtungsrichtung und Projektionsrichtung auseinanderfallen, wie
dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das kugelförmige Teilmuster 8 ist in Fig. 6 nicht dargestellt. Als
Kontaktpunkte Ihr das ringförmige Teilmuster 9 können z. B. alle Punkte dienen, die auf einem
Kreis in der Mitte zwischen dem äußeren und dem inneren Rand des Ringmusters liegen. In ei
nem Antastmoment ist dann der Kontaktpunkt maßgeblich, der von der Objektoberfläche reflek
tiert wird. Die sich im Antastmoment auf der Oberfläche 12 bildende Reflexionsfigur lässt Aus
sagen über die Neigung der Oberfläche 12 zu.
1
Verfahreinheit
2
Projektionseinheit
3
digitale Kamera
4
Auswerteeinheit
5
Strahlungsmuster
6
Strahlteilerwürfel
7
Objekt
8
kugelförmiges Teilmuster
9
ringförmiges Teilmuster
10
Strahlungsmuster
11
Sackloch
12
Oberfläche
13
Kante
Claims (12)
1. Verfahren zum Antasten der Oberfläche (12) eines dreidimensionalen Objekts (7),
bei dem
- a) ein dreidimensionales Strahlungsmuster (5) in den Raum projiziert wird, wobei die Ortskoor dinaten des projizierten Strahlungsmusters (5) relativ zu einem Bezugspunkt bekannt sind,
- b) während einer Relativbewegung zwischen Strahlungsmuster (5) und Objekt (7) eine Ka mera (3) auf das projizierte Strahlungsmuster (5) gerichtet wird und
- c) mittels Verarbeitung des Kamerabildes ein Antastmoment festgestellt wird, in dem die Ob jektoberfläche (12) das Strahlungsmuster (5) schneidet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesent
lichen kugelförmiges Strahlungsmuster (5) projiziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein im wesent
lichen ringförmiges Strahlungsmuster (9) projiziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das projizierte
Strahlungsmuster (5) aus einem im wesentlichen kugelförmigen Teilmuster (8) und einem im
wesentlichen ringförmigen Teilmuster (9) zusammensetzt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung des Strahlungsmusters (5) mindestens ein nach den Gesetzen der Beugung
arbeitendes optisches Element, beispielsweise ein Hologramm oder ein Beugungsgitter, einge
setzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Erzeugung des Strahlungsmusters (5) mindestens ein nach den Gesetzen der Brechung
arbeitendes optisches Element, beispielsweise eine optische Linse, eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die optische Achse der Projektion des Strahlungsmusters (5) und die optische Achse der
Kamera (3) zumindest in einem bis zurri Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) reichenden
Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.
8. Verfahren zur Vermessung zumindest eines Teils der Oberfläche (12) eines drei
dimensionalen Objekts (7),
bei dem die Oberfläche (12) in mehreren Antastpunkten angetastet wird und die Koordinaten der Antastpunkte ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antasten der Antastpunkte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 erfolgt,
wobei als Antastpunkt jeweils der Punkt der Objektoberfläche (12) genommen wird, der im An tastmoment innerhalb einer vom Strahlungsmuster (5) auf der Objektoberfläche (12) erzeugten Reflexionsfigur eine bestimmte Antastposition einnimmt, und als Ortskoordinaten des An tastpunktes die Ortskoordinaten eines bestimmten Kontaktpunktes des Strahlungsmusters (5) genommen werden.
bei dem die Oberfläche (12) in mehreren Antastpunkten angetastet wird und die Koordinaten der Antastpunkte ermittelt werden,
dadurch gekennzeichnet, dass das Antasten der Antastpunkte gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 erfolgt,
wobei als Antastpunkt jeweils der Punkt der Objektoberfläche (12) genommen wird, der im An tastmoment innerhalb einer vom Strahlungsmuster (5) auf der Objektoberfläche (12) erzeugten Reflexionsfigur eine bestimmte Antastposition einnimmt, und als Ortskoordinaten des An tastpunktes die Ortskoordinaten eines bestimmten Kontaktpunktes des Strahlungsmusters (5) genommen werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Verarbeitung
des von der Reflexionsfigur aufgenommenen Kamerabildes Informationen über die Kontur der
Oberfläche (12) im Bereich des Antastpunktes gewonnen werden.
10. Vorrichtung zum Antasten und/oder zur Vermessung zumindest eines Teils der
Oberfläche (12) eines dreidimensionalen Objekts (7), umfassend
- a) eine Tasteinheit,
- b) eine zur kontrollierten Bewegung der Tasteinheit relativ zur Objektoberfläche (12) dienende Verfahreinheit (1) und
- c) Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Tasteinheit und Objektoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass
- d) die Tasteinheit Mittel (2) zur Projektion eines dreidimensionalen Strahlungsmusters (5) in den Raum umfasst und
- e) die Mittel zur Feststellung eines Kontaktes zwischen Tasteinheit und Objektoberfläche (12) eine auf den Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) gerichtete Kamera (3) sowie eine Auswerteeinheit (4) zur Verarbeitung des Kamerabildes umfassen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung der
Projektion des Strahlungsmusters (5) und die durch die Kamera (3) definierte Beobachtungs
richtung zumindest in einem bis zum Ort der Projektion des Strahlungsmusters (5) reichenden
Bereich im wesentlichen parallel zueinander sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Parallelität von
Projektionsrichtung und Beobachtungsrichtung mittels eines Strahlteilers, beispielsweise eines
halbdurchlässigen Spiegels (6) erzeugt ist.
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