DE29808683U1 - Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem mikromechanischen Tastsystem - Google Patents
Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem mikromechanischen TastsystemInfo
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Description
' - - - " 02.04.98
Anmelder
Horst Kunzmann
Billrothstraße 6
38116 Braunschweig
Billrothstraße 6
38116 Braunschweig
Heinrich Iven Schwenke
Helenenstraße 30
38118 Braunschweig
Helenenstraße 30
38118 Braunschweig
Titel:
Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem
&iacgr;&ogr; mikromechanischen Tastsystem
&iacgr;&ogr; mikromechanischen Tastsystem
In den deutschen Patentanmeldungen PA 197 43 969.1 und PA 197 45 979.0 wird ein
taktil messendes Tastsystem beschrieben, das durch eine optische Auswertung der Tastkugelposition die Realisierung sehr kleiner Antastelemente ermöglicht. Ein
Schwachpunkt dieses Systems ist eine eingeschränkte Empfindlichkeit in Richtung der
dritten Raumrichtung parallel zur optischen Achse des Auswertesystems (im folgenden Z-Achse
genannt).
In den oben genannten Anmeldungen wurden verschiedene Techniken zur Sensierung der
Z-Position vorgeschlagen: Der Aufbau eines photogrammetrischen Systems mit zwei oder
mehr Kameras in zueinander geneigter Anordnung oder die scheinbare Vergrößerung des
Lichtfleck? aufgrund von Unscharfe.
Werden zur 3D-Sensierung mehrere Kameras eingesetzt, die aus verschiedenen
Richtungen auf das Antastelement blicken, wie in PA 197 43 969.1 vorgeschlagen, kommt
es jedoch leicht zu Abschattungen einer Kamera durch das Werkstück (z.B. in Bohrungen).
Im folgenden wird eine erfindungsgemäße Anordnung beschrieben, welche eine 3-dimehsionale
Sensierung der Antastung mit zwei Kameras ohne diesen Nachteil ermöglicht. Dabei wird die zweite Kamera (1) nicht, wie in PA 197 43 969.1 beschrieben, zur Bildung
eines photogrammetrischen Systems genützt, sondern beobachtet erfindungsgemäß eine
weiter vom Werkstück entfernt liegende Zielmarke (3) aus einer senkrecht zum Antastschaft
(2) liegenden Blickrichtung. Die Berührung des Antastelementes (4) mit dem Werkstück (5)
Kunzmann, Schwenke: Sensierung der dritten Raumnchfang. - 02.04.98
aus einer beliebigen Richtung führt zu einer Lageveränderung der Zielmarken und damit zur
Verschiebung der Abbildungen auf den CCD-Sensoren der Kameras.
Erfindungsgemäß dadurch, daß der Antastschaft zwischen den beiden Zielmarken in der
Richtung seiner Symetrieachse eine hohe Steifigkeit aufweist, bildet die Bewegung der
5 oberen Zielmarke in Z-Richtung die Bewegung des Antastelementes in Z-Richtung in guter
Näherung ab. Geringe Auslenkungen des Antastschaftes in der XY-Ebene (senkrecht zur
optischen Achse) gehen nur über den Kosinus des gebildeten Winkels ein.
Beispiel: Bei einem Zielmarkenabstand von 5 mm und einer Auslenkung in der XY-Ebene
von 20 \im entsteht eine Abweichung von ungefähr 0.04 \jm.
&iacgr;&ogr; Vorteil dieser Lösung ist es, daß die Abbildung der obere Zielmarke in der Kamera (1) auch
dann nicht behindert wird, wenn das Antastelement in eine Bohrung hinein bewegt wird.
Die Kamera (1) kann entweder direkt senkrecht zum Antastschaft angebracht werden
(Variante 1), oder aber der Strahlengang kann durch eine optische Einheit (Spiegel, Prisma)
(6) umgelenkt werden (Variante 2).
Die Ausführung der oberen Zielmarke (3) kann entweder durch eine Ausformung der Faser
als Kugel oder Wulst erfolgen, oder durch eine auf der Faser angebrachte Markierung in
Form einer reflektierenden Beschichtung oder durch eine mechanisch befestigte Zielmarke.
Die Beleuchtung (7) der Zielmarken kann entweder im Auflicht, im Durchlicht oder durch
eine Lichtleitfaser (8) erfolgen, wobei diese zugleich als Antastschaft dienen kann. Aus dem
Signal der beiden Kameras kann ein in drei Raumrichtungen vollständiges Meßsignal
erzeugt werden. Die Einmessung des Systems kann an einer in der Koordinatenmeßtechnik
gebräuchlichen Einmeßkugel erfolgen.
Claims (1)
- Kunzmann, Schwenke: Sensierung der dritten Raumrichiuno - 02.04.98Ansprüche: Anspruch 1:Verfahren zur Messung von Strukturen eines Objektes mittels eines einem Koordinatenmeßgerät zugeordneten Antastelementes und mindestens eines optischen . Auswertesystemsdadurch gekennzeichnet,daß mit dem Tastelement mindestens zwei optische Zielmarken verbunden sind, welche einen Abstand in Richtung des Antastschaftes haben, wobei mindestens eine Zielmarke zur Sensierung der Position senkrecht zur Richtung des Antastschaftes auf einem optischen &iacgr;&ogr; Sensor bestimmt wird, während eine andere Zielmarke zur Sensierung der Positionsänderung in Richtung des Antastschaftes auf einem optischen Sensor abgebildet wird.Anspruch 2:Anordung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,
daß eine der Zielmarken mit dem Antastelement identisch ist.
Anspruch 3:
Anordung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die Abbildung einer Zielmarke auf einem optischen Sensor erfolgt, welcher senkrecht zur Richtung des Antastschaftes ausgerichtet ist.Anspruch 4:Anordung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet,daß die Abbildung einer Zielmarke auf einem optischen Sensor erfolgt, wobei der abbildungsoptische Strahlengang durch Spiegel und/oder Prismen so umgelenkt ist, das der die Verschiebung der Zielmarke in Richtung des Antastschaftes im einer lateralen Verschiebung der Abbildung auf einem optischen Sensor resultiert.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29808683U DE29808683U1 (de) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem mikromechanischen Tastsystem |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE29808683U DE29808683U1 (de) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem mikromechanischen Tastsystem |
Publications (1)
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|---|---|
| DE29808683U1 true DE29808683U1 (de) | 1998-08-20 |
Family
ID=8057129
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE29808683U Expired - Lifetime DE29808683U1 (de) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | Anordnung zur Sensierung der dritten Raumrichtung bei einem mikromechanischen Tastsystem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29808683U1 (de) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1998
- 1998-05-13 DE DE29808683U patent/DE29808683U1/de not_active Expired - Lifetime
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| DE102011056805A1 (de) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Werth Messtechnik Gmbh | Verfahren zum opto-taktilen Messen eines Objektes sowie Koordinatenmessgerät |
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