DE3814466A1 - Verfahren und vorrichtung zum feststellen der relativen lage einer bezugsachse eines objekts bezueglich eines referenzstrahls, insbesondere eines laserstrahls - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art trifft der Re­ ferenzstrahl an einer einzigen objektfesten Meßstelle auf einen dort angeordneten zweiachsigen Positionsdetektor. Dieser Positionsdetektor wird nacheinander in zwei Be­ triebsarten betrieben, und zwar einer ohne vorgeschaltete Optik und einer mit vorgeschalteter Optik. Die Messung ohne Optik erlaubt nur die Feststellung des Abstandes, den die Bezugsachse des Objekts an der Meßstelle von der Referenzstrahl­ achse aufweist, und liefert keine Information über den Winkel, unter dem der Referenzstrahl auf die Detektorebene auftrifft. Diese zusätzliche Information wird erst in der Betriebsart mit vorgeschalteter Optik gewonnen, die für sich allein wiederum nicht eindeutig erkennen läßt, welchen Abstand die Bezugsachse des Objekts an der Meßstelle von der Referenzstrahlachse hat. Erst die Auswertung beider in den beiden verschiedenen Betriebsarten gewonnenen Meßergebnisse liefert im Ergebnis die gewünschte Aussage über die Lage der Bezugsachse des Objekts bezüglich des Referenzstrahls.

Das bekannte Verfahren ist aus diesem Grunde zeitaufwendig und erfordert Manipulationen an der objektseitigen Empfangseinrichtung zwecks Umgestaltung von einer Betriebs­ art auf die andere (Prospekt "Spindle Aligument Package" von HAMAR INSTRUMENTS, INC., Wilton. Connecticut, U.S.A.). Hierzu kommt, daß die Genauigkeit der nach diesem Verfahren erzielbaren Meßergebnisse nicht befriedigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das es gestattet, ohne die Notwendigkeit von Manipulationen an der objektseitigen Empfangseinrichtung praktisch unverzüglich und jederzeit, also auch laufend, die Lage der Bezugsachse des Objekts bezüglich der Mittelachse des Referenzstrahls festzustel­ len und dies zudem mit großer Genauigkeit.

Die vorstehende Aufgabe wird durch die im Kennzeichnungs­ teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden auf einfache Weise an zwei objektfesten Meßstellen, die sich in der Projektionsrichtung der Strahlungsquelle mindestens vir­ tuell im Abstand hintereinander befinden, gleichzeitig Signale gewonnen, die den Koordinaten des jeweiligen Ab­ standes entsprechen, den der Auftreffpunkt des Referenz­ strahls in der Detektorebene des zugehörigen Positionsde­ tektors von einem vorgegebenen Bezugspunkt in dieser auf­ weist, wobei die Lage der Bezugspunkte bezüglich der Be­ zugsachse des Objekts bekannt ist. Die so an zwei im Ab­ stand befindlichen Meßstellen ermitteln insgesamt vier Koordinaten sind hinreichend, um mittels der elektronischen Darenverarbeitungseinrichtung die Lage der Bezugsachse des Objekts bezüglich des Referenzstrahls im Hinblick auf vier Freiheitsgrade, nämlich die Parallelversatzkomponenten in zueinander senkrechten Ebenen und damit in dem dem Referenz­ strahl zugeordneten Meßraum und den Winkelversatz in zwei zueinander senkrechten Ebenen und damit im Meßraum, er­ rechnen zu können. Die beiden beim erfindungsgemäßen Ver­ fahren zum Einsatz gelangenden Positionsdetektoren lie­ fern die den vier Koordinaten entsprechenden Signale laufend, ohne daß irgendwelche manipulativen Umgestaltun­ gen an der objektseitigen Empfangseinrichtung vorgenommen werden müssen.

Vorzugsweise werden gemäß Anspruch 2 die Positionsdetek­ toren so auf dem Objekt angeordnet, daß ihre Detektor­ ebenen, ggf. virtuell, zum primären Referenzstrahl senkrecht stehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf einfache Weise auch noch auf die Überwachung zweier weiterer Freiheitsgrade des Objekts dadurch erweitert werden, daß gemäß Anspruch 3 die Strahlungsquelle unter einem Winkel zum primären Referenz­ strahl noch einen weiteren, sekundären Referenzstrahl so aussendet, daß dieser ebenfalls durch die Detektorebenen der beiden Positionsdetektoren auftrifft. Die beiden weiteren überwachten Freiheitsgrade sind die Distanz der beiden objektfesten Meßstellen in der Projektionsrichtung des pri­ mären Referenzstrahls von dem Strahlsender, worin auch die Distanz zwischen den Meßstellen, falls unbekannt, einge­ schlossen ist, sowie die Winkelposition der Detektorebenen und damit des Objekts bezüglich des Referenzstrahls, d. h. der Drehwinkel um diesen.

Die Ansprüche 4 bis 6 betreffen vorzugsweise Ausgestaltun­ gen des Verfahrens nach den Patentansprüchen 1 bis 3.

Die Erfindung hat auch eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Gegenstand. Diese Vor­ richtung ist in den Patentansprüchen 7 bis 12 gekennzeich­ net.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigt jeweils schematisch

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Vorrichtung gemäß der Erfindung, wobei das Objekt nur durch seine ihm gegenüber festliegende Bezugsachse ange­ deutet ist, die in Fig. 1 zum Referenzstrahl parallel liegt,

Fig. 2 in schematischer Darstellung die Vorrichtung nach Fig. 1 mit einer gegenüber dem Referenzstrahl an­ deren Position des Objekts als in Fig. 1,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in der gleichen Lage des Objekts bezüglich des primären Referenzstrahls wie in Fig. 1,

Fig. 4 in Ansicht von der Seite eine weitere Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 1, bei der sich eine der beiden Meßstellen anders als bei den Ausführungen nach Fig. 1 bis Fig. 3 nicht körperlich sondern virtuell in der Projektionsrichtung des primären Referenzstrahls befindet,

Fig. 5 in perspektivischer Darstellung nähere Einzel­ heiten einer praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die die prinzipiel­ len Varianten gemäß Fig. 3 und Fig. 4 kombiniert, und

Fig. 6 einen bei allen Ausführungen verwendbaren Positionsdetektor.

Bei allen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der er­ findungsgemäßen Vorrichtung sendet eine raumfeste Strah­ lungsquelle S mit geringer Divergenz einen primären Refe­ renzstrahl einer elektromagnetischen Strahlung in Form eines Laserstrahls R _p in solcher Richtung aus, daß dieser auf zwei körperlich (Fig. 1-Fig. 3) oder mindestens vir­ tuell (Fig. 4 und Fig. 5) in seiner Projektionsrichtung im Abstand hintereinander angeordnete, in der Zeichnung schematisch durch Rechtecke wiedergegebene zweiachsige, optoelektronische Positionsdetektoren 1, 2 auftritt, die starr an einem Objekt befestigt sind, das eine feste Bezugs­ achse BA aufweist, deren Lage bezüglich des primären Re­ ferenzstrahls R _p festzustellen ist. Von dem Objekt ist, da es auf dessen Einzelheiten nicht ankommt, nur dessen Bezugs­ achse BA wiedergegeben.

Die Positionsdetektoren 1, 2 liefern elektrische Signale, die der Größe und dem Vorzeichen i. w. zueinander senkrech­ ter, nur in Fig. 1 und 2 eingetragener Koordinaten x und y (Detektor 1) bzw. x′ und y′ (Detektor 2) des Abstandes ent­ sprechen, den der jeweilige Auftreffpunkt A, A′ des primären Referenzstrahls R _p in der Detektorebene von einem Bezugs­ punkt BP in dieser aufweist. Die Lage der Bezugspunkte BP in der Detektorebene ist nach praktischen meßtechnischen Vor­ aussetzungen willkürlich wählbar aber von vornherein fest­ gelegt, also bekannt. Bei den der Erläuterung der prinzi­ piellen Funktionsweise dienenden Fig. 1-Fig. 3 liegen die Bezugspunkte BP darstellungshalber jeweils an der unteren vorderen Ecke der Positionsdetektoren 1 und 2, wobei ihre Verbindungslinie mit der objektfesten Bezugsachse BA zusam­ menfällt.

Die Anordnung der Positionsdetektoren 1 und 2 gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 körperlich hintereinander setzt voraus, daß der vordere Positionsdetektor für den primären Referenzstrahl R _p zumindest teilweise durchlässig ist. Dies ist technisch z. Zt. nicht einfach zu realisieren. Bei den Ausführungen gemäß Fig. 4 und 5 ist die Verwendung gewöhnlicher, lichtun­ durchlässiger Positionsdetektoren und die weiter unten noch näher erläuterte, lediglich virtuelle Anordnung eines der beiden Positionsdetektoren in der Projektionsrichtung des primären Referenzstrahls R _p vorgesehen.

Die Positionsdetektoren 1 und 2 sind hier an dem die Bezugs­ achse BA aufweisenden Objekt so angeordnet, daß ihre Koor­ dinatenachsen, ggf. virtuell, in der Projektionsrichtung des primären Referenzstrahls R _p fluchten.

Bei der in Fig. 1 zu sehenden Position der Bezugsachse BA haben die Auftreffpunkte A, A′ des primären Referenzstrahls R _p bei jedem der Positionsdetektoren 1, 2 von dem jeweiligen Bezugspunkt BP nach Größe und Richtung den gleichen Abstand, so daß auch die Koordinate x der Koordinate x′ und die Koor­ dinate y der Koordinate y′ entspricht und die Detektoren entsprechende Signale S _x , S _x′ , S _y , S _y′ über einen passen­ den Signalwandler 3 an die Datenverarbeitungseinrichtung z. B. in Form eines handelsüblichen Computers liefern. Dieser Computer errechnet aus den Signalen nach Parallelversätzen und Gier- und Stampf-Winkelversatz getrennt oder nach ande­ ren Kriterien die relative Lage der Bezugsachse BA des Ob­ jekts bezüglich des primären Referenzstrahls R _p sowie Werte für an vorgegebenen Montagepunkten des Objekts vorzunehmende Korrekturen zur Beseitigung eines korrekturbedürftigen Versatzes.

Die Anschlüsse S _x , S _y , S _x′ und S _y′ sowie der Computer 4 mit seinem Datenwandler 3 sind nur in Fig. 1 schematisch an­ gedeutet, aber selbstverständlich auch bei den anderen Figu­ ren mit gleicher Zweckbestimmung vorgesehen.

Die Fig. 2 unterscheidet sich gegenüber der Fig. 1 durch eine andere relative Lage der Bezugsachse BA bezüglich des primären Referenzstrahls R _p , die sich durch Änderung der Lage des Objekts im Meßraum aus irgendwelchen Gründen, z. B. durch betriebsbedingte Beanspruchungen einer das Objekt bildenden Maschine, ergeben haben kann. Mit der Änderung der Lage der Bezugsachse BA hat sich auch die Lage der Positionsdetektoren 1 und 2 bezüglich des Referenzstrahls R _p und damit die Lage des jeweiligen Auftreffpunktes auf der Detektorebene geän­ dert. Die Lageänderung ist in Fig. 2 vorwiegend eine Änderung der Winkellage. Selbstverständlich könnte es sich auch um einen reinen Parallelversatz, also eine gleichmäßige Ab­ standsänderung der Bezugsachse BA bezüglich des primären Referenzstrahls R _p oder um eine Kombination beider Ver­ satzarten handeln. Es ist auch ersichtlich, daß Winkelän­ derungen sowohl in der Zeichenebene der Fig. 2 als auch senk­ recht dazu, also sowohl ein Gier-Winkelversatz als auch ein Stampf-Winkelversatz, eine Änderung der Lage des Auftreffpunk­ tes A, A′ auf mindestens einem der beiden Positionsdetektoren zur Folge hat. Mit einer Lageänderung eines Auftreffpunktes ergeben sich auch durch die damit einhergehende Änderung der Koordinaten x, y bzw. x′, y′ entsprechende Änderungen der Signale S _x , S _y bzw. S _x′ , S _y′ , die der Computer bei bekannter Distanz der Positionsdetektoren 1 und 2 von der Strah­ lungsquelle S zu einer entsprechenden Aussage hinsicht­ lich der Lage der Bezugsachse BA im Meßraum und entsprechender Korrekturwerte zu bearbeiten vermag.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 wird die für den Rechner benötigte Kenntnis der Entfernung der Positionsde­ tektoren 1 und 2 von der Strahlungsquelle S unabhängig von der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf irgendeine Weise ge­ wonnen.

Demgegenüber eröffnet die Ausführungsform gemäß Fig. 3 die weitere Möglichkeit, diese Kenntnis auch mit Hilfe der er­ findungsgemäßen Vorrichtung zu erlangen. Dies ermöglicht die Ausführungsform nach Fig. 3 dadurch, daß zusätzlich zu dem primären Referenzstrahl R _p noch ein sekundärer Referenzstrahl R _s in einem Winkel von der Strahlungsquelle S ausgesendet wird, wobei der Winkel und die Projektionsrichtungen für die beiden Referenzstrahlen so ausgewählt sind, daß unter allen möglichen Lagen der Bezugsachse BA beide Referenzstrahlen auf die Detektorebene mindestens eines der Positionsdetek­ toren 1 und 2 auftreffen. Es ist ersichtlich, daß bei be­ kanntem Winkel α zwischen den beiden Referenzstrahlen der jeweilige Abstand der beiden Auftreffpunkte As, Ap bzw. As′, Ap′ in der einen bzw. anderen Detektorebene ein Maß für die Distanz des betreffenden Positionsdetektors 1 bzw. 2 von der Strahlungsquelle S ist, also zum einen für die Rechnung benötigte Kenntnis dieser Distanz damit erhalten werden kann und andererseits auch Distanzänderungen der Positionsdetek­ toren von der Strahlungsquelle S erfaßbar sind. Darüber hinaus gestattet die Richtung des Abstandes zwischen den beiden Auftreffpunkten in jeder Detektorebene, die sich in den Koordinaten x und y bzw. x′ und y′ jedes der beiden Auf­ treffpunkte ausdrückt, auch eine Aussage über die Winkel­ position bzw. über den Drehwinkel der beiden, über das Ob­ jekt untereinander starr gekoppelten Detektoren um den primären Referenzstrahl R _p und somit auch die Erfassung von Änderungen dieser Winkellage.

Die Ausführungen gemäß Fig. 1 bis Fig. 3 setzen, wie bereits gesagt, voraus, daß der der Strahlungsquelle S nächstgele­ gene Positionsdetektor 1 für die Referenzstrahlen mindestens teilweise über die ganze Detektorebene hinweg durchlässig ist. Dies ist bei den Ausführungsformen nach Fig. 4 und 5 nicht nötig. Bei den Ausführungsformen ist jeweils einer der beiden Positionsdetektoren 10, 11, nämlich der Positionsde­ tektor 11, nur virtuell in Richtung des primären Referenz­ strahls R _p seriell angeordnet, körperlich hingegen außerhalb der vom Strahlsender S ausgehenden Projektionsrichtung. Der andere Positionsdetektor, der Positionsdetektor 10, ist körperlich in der vorgenannten Projektionsrichtung verblieben und, wie bei den vorhergehend besprochenen Ausführungsformen, mit seiner Detektorebene zum primären Referenzstrahl R _p im wesentlichen senkrecht angeordnet, wenn die Bezugsachse BA zu diesem parallel liegt.

Der andere Positionsdetektor 11 befindet sich an dem Objekt seitlich neben dem primären Referenzstrahl R _p , wobei seine Detektorebene auf derjenigen des Positionsde­ tektors 10 senkrecht steht und gegenüber der Position gemäß Fig. 1 um eine zur Zeichenebene der Fig. 4 senkrechte Achse gedreht ist.

Bevor der Referenzstrahl R _p den Positionsdetektor 10 er­ reicht, fällt er auf einen Strahlteiler 12, der aus ihm einen Teilstrahl R _p′ abzweigt, der senkrecht auf die Detektorebene des Positionsdetektors 11 einfällt, wenn die Bezugsachse BA zu dem Referenzstrahl R _p parallel liegt. Der Auftreffpunkt A′ des Referenzstrahls R _p′ ent­ spricht in einer vorgegebenen Fluchtungs-Ausgangsposition hinsichtlich seines Abstandes vom Bezugspunkt BP dem Auftreffpunkt des Referenzstrahles R _p auf den Positionsde­ tektor 10, so daß praktisch funktionell die gleichen Verhältnisse vorliegen, wie bei der Ausführung nach Fig. 1.

Durch Einschaltung von optischen Linsen 13 vor dem Strahl­ teiler 12 und/oder vor dem Positionsdetektor 10 und/oder vor dem Positionsdetektor 11 kann jede beliebige virtuel­ le Anordnung des Positionsdetektors 11 in der von der Strahlungsquelle S ausgehenden Projektionsrichtung des primären Referenzstrahls R _p , also entweder vor oder hin­ ter dem Positionsdetektor 10, erreicht werden, wofür in Fig. 4 mit gestrichelten Linien drei Beispiele angege­ ben sind.

Durch entsprechende Gestaltung der Linsen 13 ist es auch möglich, die Detektorebenen, von der Strahlungsquelle S her gesehen, zu vergrößern und damit eine Meßbereichs­ anpassung zu erhalten.

Die Fig. 5 zeigt schematisch eine praktische Ausführungs­ form einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeiten­ den Vorrichtung gemäß der Erfindung, die sich durch beson­ ders kleine Abmessungen auszeichnet und dennoch wie eine Vorrichtung wirkt, die ihr gegenüber wesentlich größere Detektoren in einem bezüglich ihrer tatsächlichen Abmes­ sungen sehr großen Abstand aufweist und demgemäß einen großen Meßbereich bei großer Winkel-Meßempfindlichkeit hat.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 sendet die Strahlungsquel­ le S ebenso wie bei der Ausführung nach Fig. 3 einen primären Referenzstrahl R _p und einen sekundären Referenz­ strahl R _s aus. Objektseitig weist die Vorrichtung ein starr an dem Objekt befestigbares Gehäuse 20 auf, in das die beiden Referenzstrahlen durch eine Linse 21 einfallen. Im Gehäuse 20 gelangen sie zunächst auf einen Strahlteiler 22, und die von diesem durchgelassenen Teilstrahlen R _p und R _s fallen direkt auf einen Positionsdetektor 23, der wie der Positionsdetektor 10 gemäß Fig. 4 bezüglich des primären Referenzstrahls R _p ausgerichtet ist.

Die aus den in das Gehäuse 20 einfallenden Referenzstrah­ len abgezweigten Teilstrahlen R _p′ und R _s′ werden zur Erzielung eines besonders großen virtuellen Abstandes zwischen den Positionsdetektoren zunächst vom Strahlteiler 22 schräg nach unten zur Einfallsseite hin gespiegelt und dann noch einmal an einem gewöhnlichen Spiegel 24, und sie gelangen erst danach auf den zweiten Positionsde­ tektor 25, der mit zur Detektorebene des Positionsdetek­ tors 23 paralleler Detektorebene unter dem Positionsdetek­ tor 23 angeordnet ist, wobei seine Koordinatenachsen zu denjenigen des Positiondetektors 23 parallel liegen.

Die Linse 21 ist so gestaltet, daß die Positionsdetekto­ ren 23 und 25 von der Strahlungsquelle S her gesehen als gegenüber ihren tatsächlichen Abmessungen wesentlich größere, in einem bezüglich der Abmessungen im Gehäuse 20 wesentlich vergrößerten Abstand hintereinander angeord­ nete Detektoren 23′, 25′ in Erscheinung treten, auf die die Referenzstrahlen in der von der Strahlsungsquelle S ausgehenden Projektionsrichtung unmittelbar auftreffen.

Mit der Ausführungsform gemäß Fig. 5 kann bei Abmessungen in der Größenordnung einer Zigarettenschachtel oder sogar kleiner mit größter Präzision die Lage eines Ob­ jekts bzw. einer festen Bezugsachse von diesem bezüglich des Referenzstrahls R _p ermittelt werden, und es können Lageänderungen gegenüber einer Ausgangsposition hinsicht­ lich der folgenden Komponenten gesondert festgestellt werden:

• a) Parallelversatz in allen Richtungen,
• b) Stampfwinkel-Versatz,
• c) Gierwinkel-Versatz, und
• d) Drehwinkel-Versatz.

Außerdem ist mit dieser Vorrichtung auch die Distanz der Detektoren von der Strahlungsquelle S und ein diesbe­ züglicher Versatz feststellbar.

Da die Positionsdetektoren bei den Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß Fig. 3 und Fig. 5 mit Positions­ detektoren gemäß Fig. 6 in unerwünschter Weise hinsichtlich der beiden Auftreffpunkte A in jeder Detektorebene ver­ mischte elektrische Ausgangssignale liefern würde, sendet die Lichtquelle S bei Verwendung solcher oder ähnlicher Detektoren bei diesen Vorrichtungen die Referenzstrahlen R _p und R _s abwechselnd in rascher Folge aus, so daß die Koordi­ naten der beiden Auftreffpunkte zeitlich nacheinander und damit gesondert als entsprechende elektrische Signale ab­ greifbar sind.

Die Fig. 6a-6c dienen der Erläuterung der prinzipiellen Wirkungs­ weise einer bei den Ausführungsformen nach Fig. 1 bis Fig. 5 verwendbaren Bauform eines analogen zweiachsigen photo­ elektrischen Halbleiter-Positionsdetektors.

Der Positionsdetektor gemäß Fig. 6a-6c weist eine Deck­ schicht 30 aus Gold, darunter eine Verarmungszone 31 und, wiederum darunter eine hochohmiges Substrat 32 auf, wobei der Gold-Deckschicht 30 ein Strom IoO zugeführt wird und am hochohmigen Substrat seitlich sowie oben und unten Kon­ taktstreifen 33 entlang des im wesentlichen quadratischen Querschnitts des Substrats angeordnet sind, über die der zugeführte Strom I _o in Teilströme aufgeteilt abfließt. Die Aufteilung des Stromes I _o richtet sich nach der Stelle des Lichteinfalls, mit der ein Lichtstrahl auf die Gold- Deckschicht auftrifft. Bei der dargestellten Bauform wird der zugeführte Strom I _o in vier Teilströme aufge­ teilt, die über die einzelnen Kontaktstreifen 13 abfließen und hinsichtlich ihrer Größe von dem Abstand abhängen, den der Lichtstrahlauftreffpunkt vom Zentrum hat. Wenn der Strahl also genau in die Mitte der mit der Verar­ beitungszone und dem Substrat deckungsgleichen, quadratischen Gold-Deckschicht auftrifft, sind die vier Teilströme un­ tereinander gleich groß. Aus einer eventuellen Stromdif­ ferenz an den in Bezug aufeinander gegenüberliegenden Paare von Kontaktstreifen 33 sind die rechtwinkligen Kom­ ponenten des Abstandes eines außermittigen Lichtstrahl- Auftreffpunktes von der Koordinatenmitte ablesbar.

Positions-Detektoren der vorstehend geschilderten Art sind neben anderen grundsätzlich geeigneten Bauformen bekannt und im Handel erhältlich.

Claims (12)

1. Verfahren zum Feststellen der relativen Lage einer Bezugsachse eines Objekts bezüglich eines von einer Strahlungsquelle mit geringer Divergenz zum Objekt ausgesendeten Referenzstrahls einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere eines Laserstrahls, wobei der Referenzstrahl auf eine mit dem Objekt starr verbundene, zweiachsige, optoelektronische Detektoreinrichtung auftrifft, die elektrische Signale liefert, die der Größe und dem Vorzeichen zueinander senkrechter Koordi­ naten des Abstandes entsprechen, den der Auftreffpunkt des Referenzstrahls in der Detektorebene von einem Bezugspunkt in dieser aufweist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dem - primären - Referenzstrahl (R _p ) auf dem Objekt an zwei zumindest virtuell in der Projek­ tionsrichtung der Strahlungsquelle (S) im Abstand hin­ tereinander befindlichen Meßstellen jeweils ein für die betreffende Meßstelle gesonderter zweiachsiger, opto­ elektronischer Positionsdetektor (1, 2; 10, 11; 23′, 25′) zugeordnet wird, und daß die relative Lage der Bezugs­ achse (BA) des Objekts bezüglich des Referenzstrahls (R _p ) unter gleichzeitiger Heranziehung der von beiden Positionsdetektoren (1, 2; 10, 11; 23′, 25′) gelieferten Si­ gnale (Sx, Sy, S′x, S′y) mittels einer elektronischen Datenverarbeitungseinrichtung (3, 4), ggf. nach Parallel­ versatz und Gier- und Stampf-Winkelversatz und ggf. zu­ sammen mit Korrekturwerten zu deren Beseitigung, er­ rechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsdetektoren (1, 2; 10, 11; 23′, 25′) auf dem Objekt so angeordnet werden, daß die Verbindungs­ linie ihrer vorgegebenen Bezugspunkte (BP) zu der Bezugsachse (BA) des Objekts im wesentlichen parallel liegt bzw. diese vorgibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß von der Strahlungsquelle (S) unter einem spitzen Winkel zum primären Referenzstrahl (R _p ) noch ein weiterer - sekundärer - Referenzstrahl (R _s ) ausge­ sendet wird, wobei der spitze Winkel (α) so groß ge­ wählt wird, daß auch der sekundäre Referenzstrahl (R _s ) auf die Detektorebenen der beiden Positionsdetektoren (1, 2; 10, 11; 23′, 25′) auftrifft, und daß die von den beiden Positionsdetektoren gelieferten elektrischen Signale (Sx, Sy, S′x, S′y), die jeweils den Koordinaten (x, y; x′, y′) des Abstandes entsprechen, den der jeweilige Auftreffpunkt (A _s , A′ _s ) des sekundären Referenzstrahls (R _s ) in der Detektorebene von dem Bezugspunkt (BP) aufweist, zusammen mit den aus dem primären Referenz­ strahl (R _p ) gewonnenen Signalen (S _x , S _y ; S′x, S′y) zur Errechnung der Entfernung der einen und/oder anderen Meßstelle von der Strahlungsquelle (S) sowie zur Er­ rechnung der Roll-Winkelposition der Detektorebene be­ züglich des primären Referenzstrahls (R _p ) herangezogen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der primäre Referenzstrahl (R _p ) und der sekun­ däre Referenzstrahl (R _s ) von der Strahlungsquelle (S) im Wechsel ausgesendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß von dem primären Refe­ renzstrahl (R _p ) und ggf. dem sekundären Referenzstrahl (R _s ) mittels eines Strahlteilers (12; 22) Teilstrahlen gebildet und jeweils dem zugehörigen Positionsdetektor zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der primäre Referenz­ strahl (R _p ) und ggf. der sekundäre Referenzstrahl (R _s ) auf die Detektorebene des zugehörigen Positionsdetektors ganz oder teilweise fokussiert wird/werden.

7. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer in einem räum­ lichen Bezugskoordinatensystem ortsfesten Strahlungs­ quelle, die mit geringer Divergenz einen Strahl einer elektromagnetischen Strahlung, insbesondere einen Laserstrahl, als Referenzstrahl zu einem Objekt sen­ det, das eine Bezugsachse aufweist, deren Lage bezüglich des Referenzstrahls festzustellen ist, und mit einer an diesem befestigten, zweiachsigen, optoelektronischen Positionsdetektoreinrichtung, die elektrische Signale liefert, die der Größe und dem Vorzeichen zueinander senkrechter Koordinaten des Abstandes entsprechen, den der Auftreffpunkt des Referenzstrahls in der Detektor­ ebene von einem Bezugspunkt in dieser aufweist, da­ durch gekennzeichnet, daß die Positonsdetektorein­ richtung zwei zweiachsige, optoelektronische Positions­ detektoren (1, 2; 10, 11; 23′, 25′) aufweist, die jeweils einer anderen von zwei Meßstellen auf dem Objekt zuge­ ordnet sind, die sich zumindest virtuell in der Projek­ tionsrichtung des Referenzstrahls (R _p ) im Abstand hin­ tereinander befinden, und daß den beiden Positionsdetek­ toren eine elektronische Datenverarbeitungseinrichtung (3, 4) zum Errechnen der relativen Lage der Bezugsachse (BA) des Objekts bezüglich der Mittelachse des Referenz­ strahls (R _p ) aus den von diesen gelieferten Signalen zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 zum Durchführen des Ver­ fahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle dafür eingerichtet ist, zwei Referenzstrahlen (R _p , R _s ) mit geringer Divergenz unter einem spitzen Winkel (α) zum Objekt auszusenden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8 zum Durchführen des Verfah­ rens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle dafür eingerichtet ist, die beiden Referenzstrahlen (R _p , R _s ) wechselweise auszu­ senden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 zum Durch­ führen des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Strahlengang des Referenz­ strahls (R _p ) bzw. der Referenzstrahlen (R _p , R _s ) ein Strahlteiler (22) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der längere Teilstrahl zur Reduzierung der Abmessungen der Vorrichtung gespiegelt ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß vor mindestens einem Po­ sitionsdetektor eine Sammeloptik (13; 21) angeordnet ist.