DE29816344U1 - Vorrichtung zum Vermessen - Google Patents
Vorrichtung zum VermessenInfo
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Description
contactless measurement technology AG 195 003 U-DE
CH-3110 Münsingen 10.09.1998
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen von
Kanten, Spalten, Bohrungen und dergleichen an oder in einem Fertigungsobjekt, insbesondere einer Pkw-Karosserie oder allgemein Blechzieh- und
-stanzteile.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt und umfassen eine frei programmierbare
Verfahreinrichtung, wie einen Industrieroboter oder Meßmaschine, mit üblicherweise fünf Freiheitsgraden der Bewegung, wobei an dem
Arbeitsarm der Verfahreinrichtung ein taktiler Taster angeordnet ist. Im Betrieb der Vorrichtung fahrt der Arbeitsarm der Verfahreinrichtung an
das zu vermessende Fertigungsobjekt, bis eine Tastspitze des taktilen Tasters die Oberfläche des Fertigungsobjekts berührt. Da nur punktuelle
Messungen durchgeführt werden, muß für eine dreidimensionale Abtastung
des zu vermessenden Fertigungsobjektes eine hohe Anzahl von Meßpunkten mit dem taktilen Taster angefahren werden. Da Punkt für
Punkt abgetastet und aufgenommen wird, ist der Vorgang des Vermessens mit einer derartigen Vorrichtung relativ langsam.
Mit zunehmend komplexeren Oberflächen, die vermessen werden müssen,
und der damit verbundenen Zeitzunahme wird der Einsatz der bekannten
Vorrichtungen mit zunehmendem Maße unwirtschaftlich. Eine Verkürzung
der Zeitdauer des Abtastvorgangs geht zu Lasten der Meßgenauigkeit.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zum Vermessen bereitzustellen, bei der die vorstehend erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung zum
Vermessen von Kanten, Spalten, Bohrungen und dergleichen mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Demnach umfaßt der Arbeitsarm
der Verfahreinrichtung erfindungsgemäß eine Meßeinrichtung zur kontaktlosen optischen dreidimensionalen Meßanalyse, so daß eine
zeitaufwendige Kontaktierung jedes aufzunehmenden Punktes mittels eines taktilen Tasters entfällt. Durch die optische Aufnahme der auszumessenden
Oberfläche kann eine wesentlich größere Anzahl von Punkten pro Zeiteinheit aufgenommen und einer elektronischen Verarbeitung zugeführt
werden. Dadurch sinkt die zur Vermessung des Fertigungsobjekts benötigte Zeit.
Vorteilhafterweise handelt es sich bei der Meßeinrichtung um einen an
sich bekannten Miniatursensor, der in einem Sensorgehäuse einen Projektor zur Beleuchtung einer auszumessenden Oberfläche des Fertigungsobjekts
und eine Kamera zur Aufnahme der beleuchteten Oberfläche aufweist.
Derartige Meßeinrichtungen sind aus der WO 95/17644 und der FR 2 696 542 Al bekannt.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Projektor
ein Infrarot-Linienprojektor und eine Auswertung der von der Kamera
aufgezeichneten Daten erfolgt nach dem Triangulationsverfahren. Durch
die Verwendung von insbesondere stark gebündeltem Infrarotlicht ist die Messung gegenüber Fremdlichteinstrahlung unempfindlich.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Meßvorrichtung mittels
eines Anschlußadapters lösbar an dem Arbeitsarm der Verfahreinrichtung angeordnet. Mit einem derartigen Anschlußadapter ist die Verwendung der
Meßeinrichtung an bereits installierten Verfahreinrichtungen zur taktilen Abtastung von Oberflächen möglich, so daß derartige Systeme problemlos
auf eine kontaktlose Vermessung umstellbar sind. Je nach Einsatzbereich ist auch ein alternativer Einsatz der beiden Meßmethoden möglich.
Selbstverständlich sind die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung
verwendbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispieles in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt einen Abschnitt eines Arbeitsarmes einer Verfahreinrichtung
mit einer Meßeinrichtung zur kontaktlosen optischen dreidimensionalen Meßanalyse.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Vermessen
von Kanten, Spalten, Bohrungen und dergleichen Oberflächenverläufe in
emern Fertigungsobjekt, wie beispielsweise einer Pkw-Karosserie. Die
Vorrichtung 10 umfaßt eine nicht näher dargestellte Verfahreinrichtung, beispielsweise einen Industrieroboter, mit einem Arbeitsarm 12, dessen
Endabschnitt in der Figur dargestellt ist. An dem Arbeitsarm 12 ist eine Meßeinrichtung 20 mittels eines Anschlußadapters 22 an einem Anschlußstück
14 des Arbeitsarms 12 lösbar angeordnet.
Die Meßeinrichtung 20 ist ein Miniatursensor mit einem Sensorgehäuse
24, das in der Figur geöffnet dargestellt ist. In dem Sensorgehäuse 24 ist
ein Projektor 26 zur Beleuchtung einer auszumessenden Oberfläche des Fertigungsobjektes angeordnet. Aus Gründen der Platzersparnis ist der
Projektor 26 quer zur Abstrahlrichrung angeordnet. Der Projektor 26 emittiert
stark gebündeltes Infrarotlicht, das über ein geeignetes Umlenkmittel (Spiegel) 28 durch ein Fenster 30 auf die auszumessende Oberfläche gestrahlt
wird. Es können jedoch auch andere Beleuchtungsarten, wie Halogenlicht, LED-Beleuchtung und dergleichen eingesetzt werden.
In dem Sensorgehäuse 24 ist des weiteren eine Kamera 32 zur Aufnahme
der beleuchteten Oberfläche angeordnet. Die Kamera 32 nimmt durch ein Fenster 34 das von der auszumessenden Oberfläche reflektierte Lichtmuster
von dem Projektor 26 auf. Die Kamera 32 und der Linienprojektor 26 sind mit einer elektronischen Sensoreinheit 36 verbunden, die insbesondere
eine Steuereinheit, einen Analog/Digital-Wandler und eine Auswerteeinheit
umfaßt. Die Daten der Sensoreinheit 36 werden über eine nicht näher dargestellte Schnittstelle und eine Kabelverbindung 38 einer externen
Verarbeitung zugeführt.
Das Sensorgehäuse 24 der Meßeinrichtung 20 ist ca. 15-18 cm lang, 6-9
cm hoch und etwa 3-6 cm tief. Als Gehäusematerial wird vorzugsweise Aluminium verwendet. Durch die kleinen Abmessungen und das geringe
Gewicht (ca. 400-500 g) des Miniatursensors ist die Verwendung an dem Arbeitsarm einer Verfahreinrichtung ohne Beeinträchtigung der Meßgenauigkeit
und der Verfahrgeschwindigkeit möglich.
Zur Vermessung von dunkel lackierten Oberflächen kann die Meßeinrichtung
20 zusätzlich ein nicht näher dargestelltes Blitzlicht aufweisen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermessen hat einen breiten Einsatzbereich
und ist nicht nur auf die Vermessung von Pkw-Karosserien beschränkt. Insbesondere können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
Bohrungsmessungen, Bündigkeitsmessungen, Spaltmessungen, Punkt-Koordinatenmessungen
und Kantenmessungen an einer Vielzahl von Objekten erfolgen.
Claims (4)
1. Vorrichtung zum Vermessen von Kanten, Spalten, Bohrungen und dergleichen an oder in einem Fertigungsobjekt, insbesondere einer Pkw-Karosserie,
mit einer frei programmierbaren Verfahreinrichtung mit mindestens drei Freiheitsgraden der Bewegung, an deren Arbeitsarm (12) eine
Meßeinrichtung (20) zur kontaktlosen optischen dreidimensionalen Meßanalyse angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (20) ein Miniatursensor ist, der in einem Sensorgehäuse
(24) einen Projektor (26) zur Beleuchtung einer auszumessenden Oberfläche des Fertigungsobjekts und eine Kamera (32) zur Aufnahme der beleuchteten
Oberfläche aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Projektor (26) ein Infrarot-Linienprojektor ist und eine Auswertung der
von der Kamera (32) aufgezeichneten Daten nach dem Triangulationsverfahren erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinrichtung (20) mittels eines Anschlußadapters (22) lösbar an dem Arbeitsarm (12) angeordnet ist.
Priority Applications (1)
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Publications (1)
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DE (1) | DE29816344U1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005121699A1 (de) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Isra Vision Systems Ag | Sensor zur vermessung der oberfläche eines objekts |
DE102009015204A1 (de) * | 2009-03-26 | 2010-10-07 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optischer Sensor |
-
1998
- 1998-09-11 DE DE29816344U patent/DE29816344U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2005121699A1 (de) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Isra Vision Systems Ag | Sensor zur vermessung der oberfläche eines objekts |
US7602507B2 (en) | 2004-06-14 | 2009-10-13 | Isra Vision Ag | Sensor for measuring the surface of an object |
DE102009015204A1 (de) * | 2009-03-26 | 2010-10-07 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optischer Sensor |
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