DE3817321A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung der masskontrolle eines werkstuecks auf optoelektronischem weg - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zur Durchführung der Maßkontrolle eines Werkstücks auf optoelektronischem Weg.

Bekanntlich ist es von grundlegender Bedeutung, bei der Fertigung mechanischer Teile mit einem Montageband genaue Maßkontrollen durchführen zu können. Man denke zum Beispiel an das immer stärker durchautomatisierte Gebiet des Kraft­ fahrzeugbaus, auf dem tunlichst alle in immer schnellerem Takt entlang einer Montagestraße geförderten Teile unter ständiger Maßkontrolle stehen sollten.

In der Vergangenheit wurde die Maßkontrolle bei der Fertigung in der Kraftfahrzeugindustrie im allgemeinen durch den Einsatz herkömmlicher statischer Lehren durchgeführt, die sich offensichtlich für Kontrollen im großen Maßstab nur schlecht eigneten. Es wurden dann flexible Meßmaschinen ent­ wickelt, die in der Lage waren, unterschiedliche, auf ein­ zelne Baumuster und auf die Anzahl der Meßpunkte in den verschiedenen Baumustern abgestimmte Meßprogramme durchzu­ führen. Obwohl diese Maschinen eine beträchtliche Leistungs­ steigerung gegenüber den vorherigen Techniken darstellen, sind sie jedoch besonders kostenaufwendig, bedürfen einer peinlich genauen und ständigen Wartung und sind bei der Datenerfassung noch ziemlich langsam; aus diesem Grund können sie nur für statistische Abnahmeprüfungen auf der Grundlage eines vorgegebenen Probenahmeplans eingesetzt werden.

In letzter Zeit wurden Meßmethoden eines optoelektroni­ schen Typs entwickelt, die zur Kontrolle vorgegebener Merk­ male aller Serienteile eingesetzt werden können. Gemäß diesen Methoden werden mittels optoelektronischer Geräte Abweichungen der geprüften Werkstückpunkte gegenüber den Meßpunkten eines Bezugsmusters, das im allgemeinen als "Mastermodell" bezeichnet wird, gemessen. Die Ergebnisse dieser Messungen hängen offensichtlich von der Lage und der Wiederholbarkeit des Musterstücks sowie von der Lage des zu prüfenden Werkstücks gegenüber dem Vermessungsgerät im Au­ genblick der Vermessung ab; ferner beziehen sich diese Er­ gebnisse nicht auf absolute Koordinaten (bezüglich des Werk­ stücks selbst, die in der Planungsphase angegeben werden).

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und die Ausführung eines Geräts zur Durchführung der Maß­ kontrolle eines Werkstücks auf optoelektronischem Weg vor­ zuschlagen, die die Beurteilung aller Werkstücke einer ge­ samten Produktion während ihrer Förderung entlang der be­ treffenden Fertigungsstraße ermöglichen und die Meßdaten in einem absoluten Bezugssystem liefern (zum Beispiel im Be­ zugssystem des Werkstücks selbst). Ferner dürfen die obigen Daten nicht, oder wenigstens nur innerhalb bestimmter Tole­ ranzgrenzen, von der Ausrichtung und der Lage der zu kon­ trollierenden Werkstücke auf dem Produktionsband abhängen.

Dieser Zweck wird mit der vorliegenden Erfindung er­ reicht, indem diese sich auf ein Verfahren zur Durchführung der Maßkontrolle eines Werkstücks auf optoelektronischem Weg bezieht, das durch die nachstehenden wesentlichen Verfah­ rensschritte gekennzeichnet ist:

• - Anordnen einer Mehrzahl von dreidimensionalen Meß­ köpfen eines optoelektronischen Typs in einer Trägerkon­ struktion, so daß die relativen Stellungen dieser Meßköpfe gegenüber der genannten Konstruktion bekannt sind;
• - Einstellen der Meßköpfe auf das Werkstück, so daß vorgegebene Bezugspunkte sowie vorgegebene zu kontrollie­ rende Punkte desselben von den Meßköpfen aufgenommen werden;
• - Feststellen erster Koordinaten im Bezugssystem des Meßkopfs für jeden dieser Punkte; und
• - Umwandeln dieser ersten Koordinaten in zweite Koor­ dinaten in einem einzigen, auf das Werkstück bezogenen Be­ zugssystem mittels rotations-translatorischer Transforma­ tionen, die auf die genannten ersten Koordinaten angewandt werden.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät zur Maßkontrolle eines Werkstücks auf optoelektronischem Weg, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
Eine Mehrzahl von Meßköpfen eines optoelektronischen Typs, von denen jeder einen oder mehrere der zu messenden Punkte des Werkstücks erfaßt, und die an einer Trägerkon­ struktion befestigt sind;
erste Speichermittel für Kalibrierparameter jedes Meß­ kopfs bezüglich der Trägerkonstruktion; und
eine Datenverarbeitungs- und Recheneinheit, die mit den Meßköpfen und den ersten Speichermitteln verbunden ist, wobei diese Einheit in der Lage ist, erste, von den einzel­ nen Meßköpfen aufgenommenen Koordinaten, die sich auf ein Bezugssystem des jeweiligen Meßkopfs beziehen, in zweite Koordinaten in dem einzigen Bezugssystem des Werkstücks umzuwandeln.

Zwecks besseren Verständnisses der vorliegenden Erfin­ dung wird nachstehend ausschließlich beispielhaft und nicht einschränkend, und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer Ausführungsform der Erfindung, die in einem An­ wendungsbeispiel näher erläutert wird;

Fig. 2 ein Blockschaubild eines im wesentlichen elektronischen Teils des Geräts der Fig. 1;

Fig. 3 und 4 schematische Ansichten von Einzelheiten eines geprüften Werkstücks, die in unterschiedlichen Bezugs­ systemen betrachtet werden;

Fig. 5 ein Flußdiagramm einer möglichen Ausführungsform eines Hauptprogramms einer arithmetischen Datenverarbeitungs­ einheit, die in Fig. 2 schematisch dargestellt ist; und

Fig. 6 ein erweitertes Flußdiagramm, das im wesentlichen einen Block des Flußdiagramms der Fig. 5 betrifft.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 wird mit 10 insgesamt ein Gerät bezeichnet, das in der Lage ist, der Reihe nach die Maßkontrolle mechanischer Werkstücke 11 vorzunehmen, die von einem Förderband einer (nicht darge­ stellten) Montagestraße getragen werden.

Das Gerät 10 umfaßt eine bestimmte Anzahl völlig glei­ cher Meßköpfe 15, die von einer Konstruktion 16 gehalten werden, die im wesentlichen aus einem Querträger 17 besteht, der an seinen gegenüberliegenden Enden von entsprechenden starr im Boden befestigten Stützpfeilern 18 getragen wird. Ferner umfaßt das Gerät 10 eine elektronische Datenverarbei­ tungseinheit 20, deren entsprechenden Eingänge/Ausgänge mit den Meßköpfen 15 verbunden sind, und das ferner mit einer Eingangseinheit 21 (im vorliegenden Fall ein Tastenfeld) so­ wie mit zwei Ausgangseinheiten 22, 23 (im vorliegenden Fall ein Fernsehgerät und ein Drucker) versehen ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 2 umfaßt je­ der Meßkopf 15 im wesentlichen eine Fernsehkamera 25, eine Vorrichtung 26 zur Erzeugung eines Laserbündels 27, dessen optische Ausstrahlungsstärke kontinuierlich regelbar ist, sowie eine Beleuchtungsvorrichtung 28 mit Infrarotstrahlen, deren optische Ausstrahlungsstärke ebenfalls kontinuierlich regelbar ist, und die auf geeignete Weise mittels einer Mehr­ zahl (nicht dargestellter) Leuchtdioden verwirklicht wird, die beispielsweise als kreisförmiger Kranz um das Objektiv der Fernsehkamera 25 angeordnet sind.

Die Datenverarbeitungseinheit 20 besteht im wesentli­ chen aus einer Einheit 29, die sowohl die Funktion einer Schnittstelle als auch die Aufbereitung (Filterung, Schwel­ lenwertbestimmung usw.) der von der Fernsehkamera 25 jedes Meßkopfs 15 ankommenden Signale übernimmt, aus einer Daten­ verarbeitungs- und Recheneinheit 30 und aus einer Mehrzahl von Speichern 31, 32, 33, 34, die ausschließlich aus Bequem­ lichkeitsgeründen einzeln dargestellt sind.

In Fig. 3 wird in vergrößertem Maßstab und perspek­ tivisch eine schematische Ansicht eines Meßkopfs 15 und des entsprechenden Teils des Werkstücks 11 gezeigt, in dem beispielsweise eine Bohrung 35 hervorgehoben ist, die von dem obigen Meßkopf 15 vermessen werden soll. Mit Xh, Yh, Zh wird ferner das Bezugssystem des Meßkopfs 15 angegeben, in dem dieser die Werte der Koordinaten des Schwerpunkts der Bohrung 35 ermittelt, dessen Werte durch die Kombination der Anzeigen errechnet werden, die durch die Aufnahme des Bil­ des ohne das Laserbündel 27 und des Bildes mit diesem Laser­ bündel mit der Fernsehkamera 25 erhalten werden, wobei die­ ses Laserbündel einen im wesentlichen lamellenförmigen Quer­ schnitt hat, um auf der Oberfläche des Werkstücks 11 eine Spur 37 zu erzeugen.

In Fig. 4 werden ein Teil des Werkstücks 11 mit der Bohrung 35 und drei Bezugspunkten 41, 42, 43 sowie drei Bezugssysteme Xmeas, Ymeas, Zmeas; Xref, Yref, Zref; und Xmod, Ymod, Zmod gezeigt.

Das erste Bezugssystem (Xmeas, Ymeas, Zmeas) ist das der Gesamtheit der Meßköpfe 15 und der entsprechenden Trägerkonstruktion 16.

Das zweite Bezugssystem (Xref, Yref, Zref) wird durch die drei auf dem Werkstück 11 liegenden Bezugspunkte 41, 42, 43 erzeugt.

Das dritte Bezugssystem (Xmod, Ymod, Zmod) ist das­ jenige, das vom Konstrukteur des Werkstücks 11 benützt wird, um alle Maßzahlen der Punkte und/oder der hervorstechenden Merkmale des Werkstücks 11 anzugeben.

Wie anschließend gezeigt wird, werden die Werte der Koordinaten des Schwerpunkts der Bohrung 35 in aufeinander­ folgenden Schritten in die entsprechenden Koordinaten in diesen Bezugssystemen umgewandelt, um Koordinatenwerte zu erhalten, die sich ausschließlich auf das Werkstück 11 be­ ziehen.

Kurz gesagt, das erfindungsgemäß vorgeschlagene Ver­ fahren zur Durchführung der Maßkontrolle des Werkstücks 11 auf optoelektronischem Weg erfordert im wesentlichen die Durchführung der nachstehenden wesentlichen Schritte:

• - Anordnen der Meßköpfe 15 in der Trägerkonstruktion 16, so daß die relativen Stellungen der Meßköpfe 15 gegen­ über dieser Konstruktion bekannt sind;
• - Einstellen des gesamten Geräts 10 auf das Werkstück 11, so daß vorgegebene Bezugspunkte sowie vorgegebene, zu kontrollierende Punkte desselben von den Meßköpfen 15 erfaßt werden;
• - Feststellen erster Koordinaten für jeden der obigen Punkte im Bezugssystem (Xh, Yh, Zh) des betreffenden Meßkopfs 15; und
• - Umwandeln der obigen ersten Koordinaten in zweite Koordinaten in einem einzigen Bezugssystem (Xmod, Ymod, Zmod) auf dem Werkstück 11 mittels einer rotations-translatori­ schen Transformation, die auf diese ersten Koordinaten ange­ wandt wird.

Ferner wird darauf hingewiesen, daß vor der Gewinnung der obigen ersten Koordinaten die durch die verschiedenen Fernsehkameras 26 erhaltenen Informationen mittels geeig­ neter Triangulationsalgorithmen verarbeitet werden müssen, um die eigentümlichen physikalischen Merkmale der zu mes­ senden Objekte, wie beispielsweise den Schwerpunkt einer Bohrung, herauszuarbeiten. Diese Schritte werden durch den Einsatz von Beleuchtungsvorrichtungen mit Infrarotstrahlen erleichtert, mit dem Ziel, eine bessere Charakterisierung der Bilder und damit ihr leichteres und schnelleres Erkennen zu bewirken, das in der Fernsehkamera erfolgt und somit ein zweidimensionales Maß des untersuchten Punkts liefert.

Im folgenden wird die genaue Reihenfolge der durchzu­ führenden Schritte unter der Steuerung der Datenverarbei­ tungseinheit 20 zur Durchführung der Maßkontrolle des Werk­ stücks 11, und insbesondere zur Gewinnung der Koordinaten des Schwerpunkts der Bohrung 35 unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben.

Zuerst gelangt man zu einem Block 50, der dafür sorgt, daß jede Fernsehkamera 25 das betreffende Bild unter dem von der zugehörigen Vorrichtung 26 ausgestrahlten Laserbündel 27 aufnimmt; parallel dazu wird durch Block 51 das genannte Bild ohne Laserbündel aufgenommen.

Die Ergebnisse dieser beiden Aufnahmen werden an den Block 52 gesandt, der den Unterschied feststellt, und zwar so, daß als Ergebnis nur die Informationen bezüglich der Leuchtspur 37 (siehe Fig. 3) erhalten werden. Anschlie­ ßend gelangt man zu einem Datenverarbeitungsblock 53, in dem die Aufbereitung des erhaltenen Bildes durchgeführt wird mit dem Ziel, die betroffenen Bereiche besser hervorzuheben (im vorliegenden Fall die Umgebung der Bohrung 35). Unter diesen Arbeitsbedingungen müssen die Generatoren des Laserbündels so geregelt werden, daß eine maximale optische Hervorhebung der Leuchtspur 37 auf der Oberfläche des Werkstücks 11 er­ reicht wird.

Des weiteren verarbeitet Block 53 das aus den verschie­ denen Laserspuren 37 infolge der translatorischen Projektion der verschiedenen Laserebenen auf das Werkstück 11 unterhalb der Meßköpfe 15 gewonnene Bild und liefert für jedes Laser­ spursegment 37 die Werte des Schwerpunkts, die Koordinaten der Umfangspunkte, die Werte der Fläche und der Momente der ersten und zweiten Ordnung.

Nachdem die Koordinaten der Laserspur in Bezug auf das identifizierte Ziel (im vorliegenden Fall die Bohrung 35) bekannt sind, gelangt man zum Rechenblock 54, der unter Be­ rücksichtigung des Umstands, daß jeder Punkt des Laserbün­ dels 27 in der Ebene seiner Generatorvorrichtung 26 liegen muß, die räumliche Lage des gesuchten Punkts mittels eines aus dem nachstehenden Gleichungstripel errechneten Triangu­ lationsalgorithmus rekonstruiert.

Perspektiv-Gleichungen für jede Fernsehkamera 16:

Gleichung der Laserebene:

0 = A*x + B*y + C*z + D (3)

Darin bedeuten:

xi, yi = Bildkoordinaten der von der Laserspur betroffenen Punkte;
x, y, z = Unbekannte räumliche Koordinaten des Bezugssystems (Xh, Yh, Zh) des Meßkopfs;
aÿ = Die Richtungskosinus der Rotationsmatrix des Bezugssystems der Fernsehkamera gegenüber dem Bezugssystem des Meßkopfs;
xt, yt, zt = Verschiebungen Fernsehkamera/Meßkopf;
f = Brennweite der Fernsehkamera;
A, B, C, D = Koeffizienten der Ebene des Lichts aus dem Laserprojektor, definiert im Bezugssystem des Meßkopfs.

Die Werte aÿ; xt, yt, zt; f; A, B, C, D beziehen sich auf die Kalibrierdaten der einzelnen Meßköpfe und werden durch den Speicherblock 55 bereitgestellt, dem beispielsweise in Fig. 2 der Speicher 31 entspricht.

Die Lösung der Gleichungen (1), (2) und (3) liefert die gesuchten Werte für die Koordinaten x, y, z der von der Laserspur betroffenen Punkte.

Die auf diese Weise erhaltenen Werte ermöglichen über einen weiteren Verarbeitungsblock 56 die Identifizierung der z-Koordinate der Bohrung 35, die an die z-Koordinate der Spur gebunden ist, mittels der von den Merkmalen der er­ faßten Einzelheit bestimmten geometrischen Beziehungen.

Anschließend gelangt man zu einem Block 57, der - im Falle des nicht richtig angeordneten Werkstücks 11 - mittels eines geeigneten Kompensations-Algorithmus die erforderli­ chen Anpassungen für den Wert der berechneten Koordinate liefert, wobei er den benützten Wert der Koordinate zpt einem nachfolgenden Block 58 entnimmt.

Vom Block 57 gelangt man zu einem Rechenblock 58 mit einem ersten Eingang, an dem die Kalibrierdaten des Meßkopfs aus Block 55 verfügbar sind. Ein zweiter Eingang des Blocks 58 liegt am Ausgang eines seriellen Blocktripels 60, 61, 62, das die Entwicklung der nachstehenden Schritte bestimmt:

Block 60: Mittels der Fernsehkamera 25 Erfassung des durch die Beleuchtungsvorrichtungen 28 beleuchteten Bildes;
Block 61: Verarbeitung des mit der Beleuchtungsvorrichtung 28 erhaltenen Bildes;
Block 62: Berechnung der Koordinaten des Ziels (Bohrung 35) in der Bildebene.

Block 58 löst das folgende System der Perspektive-Gleichungen.

Perspektive-Gleichungen für jede Fernsehkamera 26:

dabei sind:

xipt, yipt = Bildkoordinaten des Schwerpunkts der Bohrung;
xpt, ypt, zpt = Räumliche Koordinaten der Bohrung im Bezugssystem (Xh, Yh, Zh) des Meßkopfs;
f = Brennweite der Fernsehkamera.

Die Ergebnisse der perspektivischen Transformation durch den Block 58 werden im Speicherblock 65 dargestellt.

Anschließend werden, unter Berücksichtigung der Stel­ lung jedes Meßkopfs 15 gegenüber der Konstruktion 16 (diese Stellung ist in Block 66 gespeichert, dem eine in der sche­ matischen Darstellung der Abb. 2 mit 32 bezeichnete Speicherzelle entspricht) in einem Block 67 die Werte xpt, ypt, zpt in die Werte Xmeasp, Ymeasp, Zmeasp bezüglich des allen Meßköpfen gemeinsamen Grundbezugssystems Xmeas, Ymeas, Zmeas (Fig. 4) umgewandelt und dann einem Speicherblock 68 (Fig. 6) zugeführt, der Teil eines Datenverarbeitungs- und Rechenblocks 70 ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 6 (das eine Erweiterung des Diagramms aus Fig. 5 ist) und auf Fig. 4 werden dann im wesentlichen die Koordinaten Xmeasp, Ymeasp, Zmeasp des Schwerpunkts der Bohrung 35 mittels des nachstehend erläuterten Verfahrens in einem Datenverarbeitungs- und Rechenblock 70 in die entsprechenden Koordinaten des dem Werkstück 11 eigenen Bezugssystems (Xmod, Ymod, Zmod) umgewandelt.

Im einzelnen: Zunächst wird ein Maßsystem (Xref, Yref, Zref) auf dem Werkstück 11 definiert, indem auf diesem letzteren mit Hilfe eines von einem Block 71 generierten Befehls die Koordinaten der drei bereits genannten Bezugspunkte 41, 42, 43 (siehe Fig. 4) aufgenommen werden. Diese drei Punkte definieren eine Ebene, in die beispielsweise die Ach­ sen Xref, Yref gelegt werden; die Achse Zref wird so ge­ wählt, daß sie senkrecht auf der genannten Ebene steht und diese Ebene in einem der genannten Punkte (beispielsweise Punkt 42) schneidet.

Nach der Definition des neuen Bezugssystems mittels einer geometrischen Transformation herkömmlichen Typs, die im Rechenblock 72 ausgeführt wird, gelangt man zu einem Block 73, in dem die Koordinaten der Bohrung 35 (Xrefp, Yrefp, Zrefp) im letzten definierten Bezugssystem gespeichert sind. Dieses System liegt bereits auf dem Werkstück 11; jedoch wird, weil es im allgemeinen nicht mit dem vom Konstrukteur oder Planer zur Definition der Koordinaten (Xmodp, Ymodp, Zmodp) benützten Bezugssystem (Xmod, Ymod, Zmod) übereinstimmt, eine weitere geometrische Transforma­ tion vorgenommen. Diese wird in einem Rechenblock 75 aus­ geführt, wobei als Daten die theoretischen Daten der Koor­ dinaten der Bezugspunkte benützt werden, die vom Konstruk­ teur des Werkstücks 11 angegeben und in einem Block 76 ab­ gespeichert sind, beispielsweise zusammen mit den theore­ tischen Daten der Koordinaten der Punkte (Bohrung 35 usw.), die der Maßkontrolle unterworfen werden sollen. Die in Block 76 enthaltenen Daten tragen dazu bei, in einem Block 77 die Korrelation zwischen dem Bezugssystem (Xref, Yref, Zref) auf der Grundlage der Bezugspunkte 41, 42, 43 und dem theoretischen Bezugssystem (Xmod, Ymod, Zmod) des Werkstücks 11 zu definieren.

Das Ergebnis der im Block 75 durchgeführten geometri­ schen Transformation der Koordinaten Xref, Yref, Zref bestimmt schließlich die Definition der Koordinaten Xmodp, Ymodp, Zmodp, die von dem Gerät 10 abgenommen und auf das vom Planer oder Konstrukteur des Werkstücks 11 verwendete Maßsystem übertragen werden. Diese Koordinaten werden in einem Speicherblock 78 bereitgestellt, wo sie abgerufen werden können, um in der Fernseheinheit 22 bzw. in der Druckereinheit 23 dargestellt zu werden. Ferner werden die im Block 78 abgespeicherten Koordinaten in einem Block 79 mit den in Block 76 abgespeicherten theoretischen Koordi­ naten verglichen, um ggf. die Anzeige einer Verschiebung gegenüber den entsprechenden theoretischen Werten zu er­ halten.

Eine Prüfung der Merkmale des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens und des erfindungsgemäßen Geräts zeigt eindeutig die damit zu erzielenden Vorteile.

In erster Linie ergibt sich unmittelbar aus der Beob­ achtung, daß das Gerät 10 die Maßkontrolle eines Werkstücks in extrem knapper Zeit, und auf jeden Fall in kürzerer Zeit, als der normale Fördertakt eines Werkstücks entlang der Mon­ tagestraße beträgt, durchführt, daß es geeignet ist, alle Werkstücke einer gesamten Produktion während ihres Durch­ laufs durch die Montagestraße auf Maßabweichungen zu kon­ trollieren.

Ferner bedeutet die Möglichkeit, die Daten im gleichen Bezugssystem, das auch der Konstrukteur bzw. Planer der Werkstücke benützt, zu erhalten, eine weitgehende Erleichte­ rung für die Benützung dieser Daten.

Schließlich ermöglicht die Schaffung eines Bezugs­ systems auf der Grundlage vorgegebener, auf dem Werkstück verteilter Bezugspunkte die Durchführung korrekter Messun­ gen, auch wenn das Werkstück gegenüber einer bevorzugten Meßstellung verschoben ist, mit unzweifelhaften Vorzügen gegenüber denjenigen Geräten, die, wie oben ausgeführt, eine Meßmethode benützen, die den Vergleich mit einem Musterstück (Mastermodell) vorsieht.

Ferner ist klar, daß beim oben beschriebenen Verfahren und Gerät Änderungen und Varianten möglich sind, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

So können beispielsweise die Meßköpfe weitgehend ver­ ändert werden, und der Einsatz von mehreren Fernsehkameras, Laser- und Infrarot-Beleuchtungssvorrichtungen oder auch keiner wäre möglich. Auch können die sequentiellen Arbeits­ schritte der Datenverarbeitungseinheit 20, die im Flußdia­ gramm der Fig. 5 und 6 erläutert werden, unter Bei­ behaltung der oben beschriebenen Methodik weitgehend ver­ ändert werden. Schließlich wird noch darauf hingewiesen, daß auch mehr als drei Bezugspunkte auf dem Werkstück 11 gewählt werden können.

Claims (14)

1. Verfahren zur Durchführung der Maßkontrolle eines Werkstücks auf optoelektronischem Weg, dadurch gekennzeich­ net, daß es die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

• - Anordnen einer Mehrzahl von dreidimensionalen Meß­ köpfen (15) eines optoelektronischen Typs in einer Träger­ konstruktion (16) so, daß die relativen Stellungen dieser Meßköpfe (15) bezüglich der Konstruktion (16) bekannt sind;
• - Einstellen der Meßköpfe auf das Werkstück (11) so, daß vorgegebene Bezugspunkte (41, 42, 43) sowie vorgegebene zu kontrollierende Punkte (35) desselben von den Meßköpfen (15) erfaßt werden;
• - Feststellen erster Koordinaten im Bezugssystem des Meßkopfs (15) für jeden dieser Punkte (41, 42, 43, 35); und
• - Umwandeln dieser ersten Koordinaten in zweite Koor­ dinaten in einem einzigen, auf das Werkstück (11) bezogenen Bezugssystem mittels rotations-translatorischer Transforma­ tionen, die auf die ersten Koordinaten angewandt werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt zur Definition dieses auf das Werkstück bezogenen Bezugssystems mittels Vermessung dieser vorgege­ benen Bezugspunkte (41, 42, 43) des Werkstücks (11) umfaßt.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 oder 2, bei welchem jeder Meßkopf (15) wenigstens eine Laserlicht-Beleuchtungs­ vorrichtung sowie wenigstens eine Fernsehkamera aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Vermessungsschritt umfaßt, der sich in wenigstens zwei Phasen unterteilt, in denen die Bestimmung dieser ersten Koordinaten durch die Fernsehkamera in Gegenwart bzw. in Abwesenheit von dem von der Laserlicht-Beleuchtungsvorrichtung ausgestrahlten Licht durchgeführt wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei welchem jeder Meßkopf wenigstens eine Hilfsbeleuchtungsvorrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vermessungsschritt eine Phase vorsieht, in der die Bestimmung der Koordinaten durch die Fernsehkamera ausschließlich mit der von der Hilfsbeleuchtungsvorrichtung abgegebenen Strahlung durchge­ führt wird.

5. Gerät zur Durchführung der Maßkontrolle eines Werk­ stücks auf optoelektronischem Weg, dadurch gekennzeichnet, daß es aufweist:
Eine Mehrzahl von Meßköpfen (15) eines optoelektroni­ schen Typs, von denen jeder einen oder mehrere der zu mes­ senden Punkte des Werkstücks (11) erfaßt, und die an einer Trägerkonstruktion (16) befestigt sind;
erste Speichermittel für Kalibrierparameter jedes Meß­ kopfs (15) in Bezug auf die genannte Trägerkonstruktion (16); und
eine Datenverarbeitungs- und Recheneinheit (20), die mit den Meßköpfen (15) und den ersten Speichermitteln ver­ bunden ist, wobei diese Einheit in der Lage ist, erste, von den einzelnen Meßköpfen (15) aufgenommene Koordinaten, die sich auf ein Bezugssystem des jeweiligen Meßkopfs (15) be­ ziehen, in zweite Koordinaten in dem einzigen Bezugssystem des Werkstücks (11) umzuwandeln.

6. Gerät gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßkopf (15) wenigstens eine Fernsehkamera (25) und wenigstens eine Vorrichtung (26) zur Erzeugung eines Laserlichtbündels (27) aufweist.

7. Gerät gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fernsehkamera (25) ihre eigene Aufnahmeachse hat, die in einem vorbestimmten Winkel zu einer Achse des Laserlichtbün­ dels (27) steht.

8. Gerät gemäß den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Laserlichtbündel (27) einen im wesentlichen linienförmigen Querschnitt aufweist.

9. Gerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Meßkopf (15) wenigstens eine zusätzliche Beleuchtungsvorrichtung umfaßt (28).

10. Gerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerkonstruktion (16) einen Querträger (17) aufweist, der die Meßköpfe (15) trägt.

11. Gerät gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenverarbeitungsein­ heit (20) Datenspeichermittel zur Speicherung der theoreti­ schen Koordinaten der genannten Punkte des Werkstücks (11) im Bezugssystem des Werkstücks (11) aufweist.

12. Gerät gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zum Vergleichen der ermittelten Koordinaten mit den theoretischen Koordinaten und zum Generieren der entsprechenden Anzeigen im Hinblick auf eine Abweichung der ersten gegenüber den zweiten Koordinaten aufweist.

13. Gerät gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es Mittel zur Sichtbarmachung (22, 23) der ermittelten Koordinaten und/oder dieser Abweichung aufweist.

14. Gerät gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel zur Sichtbarmachung wenigstens eine Fern­ seheinheit (22) und/oder wenigstens eine Druckereinheit (23) umfassen.