DE29816344U1 - Measuring device - Google Patents
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Description
contactless measurement technology AG 195 003 U-DEcontactless measurement technology AG 195 003 U-DE
CH-3110 Münsingen 10.09.1998CH-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.The present invention relates to a device for measuring edges, gaps, holes and the like on or in a production object, in particular a car body or generally sheet metal drawn and stamped parts.
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.Such devices are known and comprise a freely programmable movement device, such as an industrial robot or measuring machine, with usually five degrees of freedom of movement, with a tactile probe arranged on the working arm of the movement device. When the device is in operation, the working arm of the movement device moves to the production object to be measured until a probe tip of the tactile probe touches the surface of the production object. Since only point-based measurements are carried out, a large number of measuring points must be approached with the tactile probe for a three-dimensional scan of the production object to be measured. Since the scanning and recording is point by point, the measuring process with such a device is relatively slow.
Mit zunehmend komplexeren Oberflächen, die vermessen werden müssen, und der damit verbundenen Zeitzunahme wird der Einsatz der bekanntenWith increasingly complex surfaces that need to be measured, and the associated increase in time, the use of the well-known
Vorrichtungen mit zunehmendem Maße unwirtschaftlich. Eine Verkürzung der Zeitdauer des Abtastvorgangs geht zu Lasten der Meßgenauigkeit.Devices are becoming increasingly uneconomical. Shortening the duration of the scanning process is at the expense of measurement accuracy.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Vermessen bereitzustellen, bei der die vorstehend erwähnten Nachteile nicht mehr auftreten.Based on this, the invention is based on the object of providing a device for measuring in which the disadvantages mentioned above no longer occur.
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.To solve this problem, the invention proposes a device for measuring edges, gaps, holes and the like with the features of claim 1. Accordingly, the working arm of the displacement device comprises a measuring device for contactless optical three-dimensional measurement analysis, so that time-consuming contacting of each point to be recorded using a tactile probe is no longer necessary. By optically recording the surface to be measured, a significantly larger number of points can be recorded per unit of time and sent for electronic processing. This reduces the time required to measure the production object.
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.The measuring device is advantageously a miniature sensor known per se, which has a projector in a sensor housing for illuminating a surface of the production object to be measured and a camera for recording the illuminated surface. Such measuring devices are known from WO 95/17644 and FR 2 696 542 A1.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Projektor ein Infrarot-Linienprojektor und eine Auswertung der von der KameraIn a particularly advantageous embodiment of the invention, the projector is an infrared line projector and an evaluation of the camera
aufgezeichneten Daten erfolgt nach dem Triangulationsverfahren. Durch die Verwendung von insbesondere stark gebündeltem Infrarotlicht ist die Messung gegenüber Fremdlichteinstrahlung unempfindlich.The recorded data is processed using the triangulation method. By using particularly highly focused infrared light, the measurement is insensitive to external light.
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.In a further embodiment of the invention, the measuring device is detachably mounted on the working arm of the displacement device by means of a connection adapter. With such a connection adapter, the use of the measuring device on already installed displacement devices for tactile scanning of surfaces is possible, so that such systems can be easily converted to contactless measurement. Depending on the area of application, an alternative use of the two measuring methods is also possible.
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. Of course, the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausfuhrungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is illustrated by means of an exemplary embodiment in the drawing and is explained in more detail below with reference to the drawing.
Die einzige Figur zeigt einen Abschnitt eines Arbeitsarmes einer Verfahreinrichtung mit einer Meßeinrichtung zur kontaktlosen optischen dreidimensionalen Meßanalyse.The single figure shows a section of a working arm of a displacement device with a measuring device for contactless optical three-dimensional measurement analysis.
Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Vermessen von Kanten, Spalten, Bohrungen und dergleichen Oberflächenverläufe inThe figure shows a device 10 according to the invention for measuring edges, gaps, holes and similar surface contours 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.a production object, such as a car body. The device 10 comprises a movement device (not shown in detail), for example an industrial robot, with a working arm 12, the end section of which is shown in the figure. A measuring device 20 is detachably arranged on the working arm 12 by means of a connection adapter 22 on a connection piece 14 of the working arm 12.
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.The measuring device 20 is a miniature sensor with a sensor housing 24, which is shown open in the figure. A projector 26 for illuminating a surface of the production object to be measured is arranged in the sensor housing 24. To save space, the projector 26 is arranged transversely to the direction of radiation. The projector 26 emits highly concentrated infrared light, which is beamed through a window 30 onto the surface to be measured via a suitable deflection device (mirror) 28. However, other types of lighting, such as halogen light, LED lighting and the like, can also be used.
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.A camera 32 for recording the illuminated surface is also arranged in the sensor housing 24. The camera 32 records the light pattern reflected from the surface to be measured by the projector 26 through a window 34. The camera 32 and the line projector 26 are connected to an electronic sensor unit 36, which in particular comprises a control unit, an analog/digital converter and an evaluation unit. The data from the sensor unit 36 are fed to external processing via an interface (not shown in detail) and a cable connection 38.
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.The sensor housing 24 of the measuring device 20 is approximately 15-18 cm long, 6-9 cm high and approximately 3-6 cm deep. Aluminum is preferably used as the housing material. Due to the small dimensions and low weight (approx. 400-500 g) of the miniature sensor, it can be used on the working arm of a travel device without affecting the measurement accuracy and travel speed.
Zur Vermessung von dunkel lackierten Oberflächen kann die Meßeinrichtung 20 zusätzlich ein nicht näher dargestelltes Blitzlicht aufweisen.To measure dark painted surfaces, the measuring device 20 can additionally have a flash light (not shown in detail).
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.The measuring device according to the invention has a wide range of applications and is not just limited to measuring car bodies. In particular, the device according to the invention can be used to carry out bore measurements, flush measurements, gap measurements, point coordinate measurements and edge measurements on a variety of objects.
Claims (4)
Priority Applications (1)
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| DE29816344U DE29816344U1 (en) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | Measuring device |
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| DE (1) | DE29816344U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121699A1 (en) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Isra Vision Systems Ag | Sensor for measuring the surface of an object |
| DE102009015204A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-07 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optical sensor i.e. distance sensor, for use in area of automatic control engineering to measure three-dimensional distance of object, has evaluation unit provided for evaluating output signals of surface camera |
-
1998
- 1998-09-11 DE DE29816344U patent/DE29816344U1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005121699A1 (en) | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Isra Vision Systems Ag | Sensor for measuring the surface of an object |
| US7602507B2 (en) | 2004-06-14 | 2009-10-13 | Isra Vision Ag | Sensor for measuring the surface of an object |
| DE102009015204A1 (en) * | 2009-03-26 | 2010-10-07 | Leuze Electronic Gmbh & Co Kg | Optical sensor i.e. distance sensor, for use in area of automatic control engineering to measure three-dimensional distance of object, has evaluation unit provided for evaluating output signals of surface camera |
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Legal Events
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