DE3919893A1 - Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen messung von gestaltsabweichungen an oberflaechen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen messung von gestaltsabweichungen an oberflaechenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur berührungslosen
Messung von Gestaltsabweichungen an Oberflächen, bei wel
chem ein Muster aus parallelen Lichtstreifen auf die Ober
fläche eines Prüfobjekts projiziert und das an der Ober
fläche reflektierte und/oder gestreute Streifenbild unter
einem zur Projektionsrichtung schrägen Winkel empfangen
und zur Ermittlung der Gestaltsabweichungen ausgewertet
wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Ver
fahrens.
Bei technischen Oberflächen ist vor allem die Welligkeit
und die Rauheit von Bedeutung, da sie das Funktionsver
halten und das Aussehen des Werkstückes bestimmen.
Es ist bekannt, zur berührungslosen Welligkeitsmessung
das optische Lichtschnittverfahren zu verwenden, bei wel
chem ein heller und schmaler Lichtstreifen auf die Objekt
oberfläche projiziert und unter einem anderen Winkel be
trachtet wird. Die Welligkeit drückt sich dann in einem
Versatz der beobachteten Linie aus. Das Lichtschnittver
fahren läßt sich in erweiterter Form auch für großflächige
Konturvermessungen einsetzen. In diesem Fall wird ein
Muster aus feinen, parallelen Streifen auf die Objektober
fläche projiziert und wie beim Lichtschnittverfahren aus
einer dazu schrägen Richtung beobachtet. Aus dem Verlauf
der beobachteten Streifen können dann Gestaltsabweichungen
im Sinne der Welligkeit abgelesen werden. Zur Auswertung
des auf diese Weise erhaltenen strukturierten Bildes der
Oberfläche wurde bisher eine Fernsehkamera eingesetzt,
die ein flächiges Bild von der beobachteten Oberfläche
erzeugt.
Die Rauheitsmessung erfolgt üblicherweise mit dem Streu
lichtverfahren, bei welchem eine Oberfläche mit einem Punkt
licht beaufschlagt und das Streulicht bei unterschiedlichen
Streuwinkeln gemessen wird. Die Intensität des Streulichts
variiert über den Streuwinkel nach Art einer Glockenkurve,
die beim Streulichtverfahren ausgewertet wird. Die Intensi
tätsverteilung enthält dabei im Prinzip alle notwendigen
Informationen zur Bestimmung der Rauheitskennwerte: Je
schlanker und höher die Glockenkurve ist, um so glatter
ist die Oberfläche, und je breiter die Glockenkurve ist,
um so rauher ist die Oberfläche. Weiter können aus der Ge
stalt der Glockenkurve auch Aussagen üher den Reflexions
anteil hergeleitet werden. Mit dem Streulichtverfahren kann
ausschließlich die Rauheit ermittelt werden. Die Welligkeit
kann aus Streulichtmessungen nur durch eine Integration
über viele Meßschritte bestimmt werden. Die bekannten Licht
schnitt- und Streulichtverfahren haben also den Nachteil,
daß der Meßbereich, was die Ordnung der Gestaltsabweichung
angeht, sehr begrenzt ist: Entweder kann nur die Rauheit
oder nur die Welligkeit gemessen werden. Kombinierte Aus
sagen über Welligkeit und Rauheit erfordern jeweils ganze
Serien von Meßschritten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu entwickeln, bei dem mit nur einem Meßschritt die Ober
fläche eines Werkstücks hinsichtlich Welligkeit und Rauheit
umfassend beurteilt werden kann. Eine weitere Aufgabe be
steht in der Entwicklung einer Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden die in den Patentansprü
chen 1, 2, 13, 14 und 23 angegebenen Merkmalskombinationen
vorgeschlagen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängi
gen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Lösung geht von dem Gedanken aus, das
bekannte Lichtschnittverfahren dahingehend abzuwandeln,
daß aus dem beobachteten Streifenbild, das zur Bestimmung
der Welligkeit geeignet ist, auch Streulichtinformationen
erhalten werden, die Rückschlüsse auf die Oberflächenrauheit
zulassen. Zu diesem Zweck wird gemäß der Erfindung vorge
schlagen, daß das an der Oberfläche reflektierte und/oder
gestreute Streifenbild im wesentlichen in der Streifenrich
tung gestaucht und/oder integriert wird, oder daß aus dem
Streifenbild ein quer zu den Streifen verlaufendes schmales
Band herausgegriffen wird und daß das dabei gebildete ein
dimensionale Bild unter Erfassung der Intensitätsverteilung
in Längsrichtung des Bildes oder aus der Intensitätsvertei
lung abgeleiteter Größen zur Bestimmung von Gestaltsabwei
chungen unterschiedlicher Ordnung ausgewertet wird.
Vorteilhafterweise wird der Abstand und dabei insbesondere
die Abstandsabweichung zwischen den den einzelnen Streifen
des Streifenbilds zugeordneten Intensitätsspitzen als Maß
für die Welligkeit der Objektoberfläche ermittelt. Dabei
wird zweckmäßig der Schwerpunktsabstand oder der Abstand
zwischen den Maxima bzw. den Minima der Intensitätsspitzen
als Abstandsmaß bestimmt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Er
findung werden die Intensitätsverteilung innerhalb der ein
zelnen Intensitätsspitzen des Bildes oder daraus abgeleitete
Größen als Maß für die Rauheit der Objektoberfläche ausge
wertet. Zur Rauheitsbestimmung können auch das Maximum/Mit
tel-Verhältnis oder das Maximum/Minimum-Verhältnis oder
die Halbwertsbreite der Intensitätsspitzen des eindimensiona
len Bildes herangezogen werden.
Auch durch Bildung von Amplituden-Verhältnissen mehrerer
Intensitätsspitzen lassen sich sowohl Rauheitskennzahlen
als auch Reflexionskennzahlen der Objektoberfläche bestimmen.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Er
findung wird das eindimensionale Bild in ein aus einer Viel
zahl einzelner, in Längserstreckung des Bildes aufgereihter
Bildpunkte bestehendes Rasterbild zerlegt und die Bildpunkte
hinsichtlich der empfangenen Lichtintensität einzeln ausge
wertet. Die Lichtintensitätssignale werden in den einzelnen
Bildpunkten zweckmäßig in elektrische Analogsignale umge
wandelt, die nach erfolgter Digitalisierung numerisch aus
gewertet werden.
Vorteilhafterweise wird das an der Objektoberfläche reflek
tierte und/oder gestreute Streifenbild durch Lichtbrechung
oder -reflexion an einer Zylinderfläche mit zum Streifenbild
senkrecht ausgerichteter Achse zu dem eindimensionalen Bild
auf eine Bildebene fokussiert.
Die Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens weist ein durch optische Mittel auf die Oberfläche
eines Prüfobjekts projizierbares Muster aus parallelen Licht
streifen, einen mit dem an der Objektoberfläche reflektierten
und/oder gestreuten Streifenbild unter einem zur Projektions
richtung schrägen Winkel beaufschlagten Bildempfänger und
eine Einrichtung zur Auswertung der empfangenen Bildsignale
auf. Erfindungsgemäß sind im optischen Strahlengang hinter
der Objektoberfläche Mittel zur Stauchung des reflektierten
und/oder gestreuten Streifenbilds im wesentlichen in der
Streifenrichtung oder zum Herausgreifen eines schmalen Bandes
aus dem Streifenbild und Abbildung auf einen eindimensional
ausgerichteten Bildempfänger gerichtet, wobei das eindimen
sionale Bild in der Auswerteeinrichtung unter Erfassung
der Intensitätsverteilung in Längsrichtung des Bildes oder
daraus abgeleiteter Größen zur gleichzeitigen Bestimmung
von Gestaltsabweichungen unterschiedlicher Ordnung auswertbar
ist. Die optischen Mittel zur Stauchung des Streifenbilds
bestehen zweckmäßig aus einer Zylinderlinse oder einem zy
lindrischen Hohlspiegel mit im wesentlichen senkrecht zu
den Streifen des an der Objektoberfläche reflektierten oder
gestreuten Streifenmusters ausgerichteter Achse.
Der Bildempfänger ist vorteilhafterweise als Fotodioden
zeile oder als CCD-Zeilenkamera ausgebildet. Die analogen
Ausgangssignale der einzelnen Fotodioden oder Bildpunkte
(Pixels) des Bildempfängers sind dabei in einem A/D-Wandler
digitalisierbar und mittels eines Mikroprozessors numerisch
auswertbar. Die Fokussierungsbreite des eindimensionalen
Bildes sollte entweder wesentlich größer oder wesentlich
kleiner als die Fotodiodenhöhe oder die Pixelhöhe des Bild
empfängers gewählt werden, um Störungen durch unterschied
liche Randausleuchtungen auf dem Bildemfänger, die beispiels
weise durch Gestaltsabweichungen der Objektoberfläche oder
durch Temperaturschwankungen verursacht werden können, zu
vermeiden.
Ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung besteht darin,
daß die auf die Objektoberfläche projizierten Streifen des
Streifenmusters im wesentlichen senkrecht zu der zwischen
der Projektionsrichtung und der Empfangsrichtung des opti
schen Strahlengangs aufgespannten Ebene ausgerichtet sind.
Bei einer weiteren vorteilhaften Anordnung zur Durchführung
des erfindunggemäßen Verfahrens sind im Bildempfänger oder
in der Auswerteeinrichtung elektronische Mittel zur Inte
gration des reflektierten und/oder gestreuten Streifenbilds
im wesentlichen in Streifenrichtung unter Erzeugung eines
eindimensionalen Bildes angeordnet, wobei das so erzeugte
eindimensionale Bild in der Auswerteeinrichtung unter Er
fassung der Intensitätsverteilung in Längsrichtung des Bil
des oder daraus abgeleiteter Größen im Sinne der vorstehen
den Ausführungen auswertbar ist.
Mit den erfindungsgemäßen Vorkehrungen wird erreicht, daß
die zweidimensionale Information des auf der Objektober
fläche beobachteten Rasterbildes zu einem eindimensionalen
Bild komprimiert wird, so daß ein sehr viel kleinerer Aus
wertungsaufwand entsteht. Durch die Bildstauchung oder das
Herausgreifen eines schmalen Streifenbandes erhält man eine
lineare Intensitätsverteilung über die Bildlänge, die in
den einzelnen, den Streifen zugeordneten Intensitätsspitzen
zusätzliche Informationen über die Rauheit der Oberfläche
enthält, die relativ einfach nach dem Streubildverfahren
auswertbar sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Prinzipskizze eines optischen Sensors zur
Oberflächenmessung mit transparentem Gitter;
Fig. 2 eine Prinzipskizze eines optischen Sensors zur
Oberflächenmessung mit reflektierendem Gitter;
Fig. 3 das Prinzip der Rasterprojektion und -reflexion
bei welliger Oberfläche;
Fig. 4a und b eine Ansicht des auf der Objektoberfläche
entstehenden Streifenbildes in zweidimensionaler
Darstellung sowie ein Diagramm der Intensitäts
verteilung bei Stauchung des Rasterbildes nach
Fig. 4a.
Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Aufbau des Sensors ent
spricht im wesentlichen dem eines Streulicht-Sensors: Das
inkohärente Licht einer vorzugsweise als Leuchtdiode ausge
bildeten Lichtquelle 10 wird durch ein Objektiv 12, 12′ ge
bündelt und die Oberfläche 14 des Objekts 16 damit schräg
angestrahlt. Über ein zweites Objektiv 18 wird das von der
Oberfläche reflektierte Licht auf die Fotodiodenzeile einer
CCD-Zeilenkamera 20 projiziert. Die dort entstehende Ladungs
verteilung wird pixelweise digitalisiert und von einem inte
grierten Rechner ausgewertet.
Auf der Senderseite ist im Strahlengang zusätzlich ein
durch einen Kondensor 22 ausgeleuchtetes Liniengitter 24
angeordnet, dessen Streifenmuster im Bildfleck 26 auf die
Objektoberfläche 14 projiziert wird. Weiter ist auf der
Empfängerseite eine Zylinderlinse 28 angeordnet, die das
vom Bildfleck 26 durch das vorzugsweise eine Zylinderlinsen
optik aufweisende Objektiv 18 gelangende Streifenbild im
wesentlichen in Längsrichtung der Streifen auf ein schmales
Band staucht. Die Achse der Zylinderlinse 28 ist zu diesem
Zweck etwa senkrecht zu den Streifen des im Bildfleck 26
entstehenden Streifenbildes ausgerichtet. Vor allem bei
Oberflächen mit gutem Reflexionsvermögen kann die Zylinder
linse 28 auch entfallen: Anstelle der Bildstauchung muß
der Bildempfänger 20 dann nur ein gegenüber der Streifenlänge
schmales Band aus dem vom Objektiv 18 (mit normaler Linsen
optik) ankommenden Streifenbild herausgreifen. Die Pixelbrei
te des Bildempfängers reicht hier aus, um auch ohne Bildstau
chung eine gewisse, der Bandbreite entsprechende Streifenaus
dehnung unter Erzeugung des eindimensionalen Bildes integrie
rend zu erfassen.
Die Fig. 1 und 2 unterscheiden sich lediglich in der sender
seitigen Optik: Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1
ist ein transparentes Gitter 24 mit Linsenobjektiv 12 vorge
sehen, während bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ein
auf der Oberfläche eines Hohlspiegels 12′ angeordnetes Gitter
vorgesehen ist.
In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung ist erkennbar, wie
das durch das Gitter 24 projizierte Rasterbild an der welli
gen Oberfläche 14 des Prüfobjekts 16 reflektiert und dabei
in seinem Linienabstand verzerrt wird. Wie aus dieser Dar
stellung leicht ersichtlich ist, können aus den Änderungen
der Linienabstände auf der Empfängerseite Rückschlüsse auf
die Welligkeit der Objektoberfläche gezogen werden.
In Fig. 4a ist ein Ausschnitt aus einem Bildfleck 26 auf
der Objektoberfläche 14 dargestellt, wie er sich durch die
Projektion 24 des Liniengitters 24 ergibt. Je nach Rauheit
der Oberfläche erfahren die Linien bei der Reflexion eine
Verbreiterung, die auf Streueffekte zurückzuführen ist.
In Fig. 4a ist diese Verbreiterung in einer Verformung des
Linienverlaufs angedeutet. Die Variation im Schwerpunkts
abstand zwischen den Linien ist wiederum ein Maß für die
Welligkeit der Objektoberfläche. Durch die Zylinderlinse 28
wird nun das in Fig. 4a gezeigte Streifenbild in Längsrich
tung der Linien so gestaucht, daß in dem erhaltenen Zeilen
bild die Bildinformation der einzelnen Linien zu einem ein
dimensionalen Intensitätsverlauf, wie er in Fig. 4b dar
gestellt ist, konzentriert wird. Das mit dieser Anordnung
auf der CCD-Zeilenkamera 20 in einem einzigen Meßschritt
erzeugte Bild enthält somit alle Informationen über die
Topographie der Objektoberfläche, die zur Bestimmung der
Welligkeit und der Rauheit notwendig sind.
Die Welligkeit wird hierbei aus dem Linienabstand bzw. den
Abstandsabweichungen zwischen den Linien durch Bestimmung
des Abstandes zwischen den einzelnen Spitzen (Peaks) der
Intensitätsverteilung nach Fig. 4b ermittelt, während die
Rauheitskennwerte aus der Amplitude der Intensitätsspitzen
bzw. den P+V-Werten (Peak to Valey) bestimmt werden können.
Die so gewonnene größere Aussagekraft der Bildinformation
gegenüber dem reinen Streulicht- oder Lichtschnittverfahren
wird nicht nur zur Erweiterung des Meßbereichs genutzt,
sondern dient vor allem auch als Quelle redundanter Infor
mationen, die zur Selbstkalibrierung und zur Bereinigung
des Meßsignals von Störeinflüssen genutzt werden kann.
Ein nicht dargestellter, im Sensorkopf installierter Mikro
controller erledigt die anfallende Rechenarbeit mit der
für die Vermessung schnell bewegter Oberflächen notwendigen
Geschwindigkeit. Außerdem steuert er die pulsierend betrie
bene Leuchtdiode so, daß der Dynamikbereich der CCD-Kamera
optimal genutzt wird. Die Meßgrößen können über Normal
schnittstellen ausgegeben und/oder unmittelbar einem digi
tal/analogen Regelnetzwerk zugeführt werden.
Claims (23)
1. Verfahren zur berührungslosen Messung von Gestalts
abweichungen an Oberflächen, bei welchem ein Muster
parallelen Lichtstreifen auf die Oberfläche eines
Prüfobjekts projiziert und das an der Oberfläche re
flektierte und/oder gestreute Streifenbild unter einem
zur Projektionsrichtung schrägen Winkel empfangen
und zur Ermittlung der Gestaltsabweichungen ausge
wertet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das an der
Oberfläche reflektierte und/oder gestreute Streifen
bild im wesentlichen in Streifenrichtung unter Er
zeugung eines eindimensionalen Bildes gestaucht
und/oder integriert wird, und daß das eindimensionale
Bild unter Erfassung der Intensitätsverteilung in
Größen zur gleichzeitigen Bestimmung von Gestalts
abweichungen unterschiedlicher Ordnung ausgewertet
wird.
2. Verfahren zur berührungslosen Messung von Gestalts
abweichungen an Oberflächen, bei welchem ein Muster
aus parallelen Lichtstreifen auf die Oberfläche eines
Prüfobjekts projiziert und das an der Oberfläche re
flektierte und/oder gestreute Streifenbild unter einem
zur Projektionsrichtung schrägen Winkel empfangen
und zur Ermittlung der Gestaltsabweichungen ausgewertet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem an der Ober
fläche reflektierten und/oder gestreuten Streifenbild
ein im wesentlichen senkrecht zur den Streifen verlau
fendes, gegenüber der Längserstreckung der Streifen
schmaleres Band unter Erzeugung eines eindimensionalen
Bildes herausgegriffen wird, und daß das eindimensio
nale Bild unter Erfassung der Intensitätsverteilung
in Längsrichtung des Bildes oder daraus abgeleiteter
Größen zur gleichzeitigen Bestimmung von Gestaltsabwei
chungen unterschiedlicher Ordnung ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß der Abstand und/oder die Abstandabweichung
zwischen den den einzelnen Streifen des eindimensiona
len Bildes zugeordneten Intensitätsspitzen als Maß
für die Welligkeit der Objektoberfläche ermittelt
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß der Schwerpunktsabstand oder der Abstand
zwischen den Maxima oder den Minima der Intensitäts
spitzen als Abstandsmaß bestimmt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Intensitätsverteilung inner
halb der einzelnen Intensitätsspitzen des eindimensio
nalen Bildes oder daraus abgeleitete Größen als Maß
für die Rauheit der Objektoberfläche ausgewertet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Maximum/Mittel-Verhältnis oder das Maximum/Mi
nimum-Verhältnis oder die Halbwertsbreite der Intensi
tätsspitzen als Maß für die Rauheit bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Integral oder der Mittelwert
der Intensitätsverteilung in Längsrichtung des ein
dimensionalen Bildes als Maß für den Reflexionsgrad
der Objektoberfläche bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der mittlere Unterschied zwischen
Maximum und Minimum der Intensitätsspitzen bezogen
auf den Gesamtmittelwert der Intensitätsverteilung
als Maß für die Lichtstreuung an der Obejektoberfläche
bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den den ein
zelnen Streifen des Streifenmusters zugeordneten In
tensitätsspitzen des eindimensionalen Bildes im Falle
einer divergierenden oder konvergierenden Streifen
projektion als Maß für den Abstand des Sensors vom
Prüfobjekt ermittelt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß das eindimensionale Bild in ein
aus einer Vielzahl einzelner in Längserstreckung des
Bildes aneinandergereihter Bildpunkte bestehendes
Rasterbild zerlegt und die Bildpunkte hinsichtlich
der empfangenen Intensität einzeln ausgewertet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lichtintensitätssignale in den einzelnen Bild
punkten in elektrische Analogsignale umgewandelt und
diese nach erfolgter Digitalisierung numerisch in
einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller ausgewertet
werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß das an der Objektoberfläche re
flektierte und/oder gestreute Streifenbild durch Licht
brechung oder -reflexion an einer Zylinderfläche mit
zur Streifenrichtung senkrecht ausgerichteter Achse
zu dem eindimensionalen Bild gestaucht bzw. fokussiert
wird.
13. Anordnung zur berührungslosen Messung von Gestalts
abweichungen an Oberflächen mit einem mittels einer
optischen Anordnung auf die Oberfläche eines Prüf
objekts projizierbaren Muster aus parallelen Licht
streifen, einem mit dem an der Objektoberfläche re
flektierten und/oder gestreuten Streifenbild unter
einem zur Projektionsrichtung schrägen Winkel beauf
schlagten Bildempfänger und einer Einrichtung zur
Auswertung der empfangenen Bildsignale, dadurch gekenn
zeichnet, daß im optischen Strahlengang hinter der
Objektoberfläche optische Mittel (28) zur Stauchung
des an der Objektoberfläche reflektierten und/oder
gestreuten Streifenbilds (26) im wesentlichen in Strei
fenrichtung und Abbildung auf einen eindimensional
ausgerichteten Bildempfänger (20) angeordnet sind,
und daß das eindimensionale Bild in der Auswerteein
richtung unter Erfassung der Intensitätsverteilung
in Längsrichtung des Bildes oder daraus abgeleiteter
Größen zur gleichzeitigen Bestimmung von Gestaltsab
weichungen unterschiedlicher Ordnung auswertbar ist.
14. Anordnung zur berührungslosen Messung von Gestalts
abweichungen an Oberflächen mit einem mittels einer
optischen Anordnung auf die Oberfläche eines Prüf
objekts projizierbaren Muster aus parallelen Licht
streifen, einem mit dem an der Objektoberfläche re
flektierten und/oder gestreuten Streifenbild unter
einem zur Projektionsrichtung schrägen Winkel beauf
schlagbaren Bildempfänger und einer Einrichtung zur
Auswertung der empfangenen Bildsignale, insbesondere
nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß im opti
schen Strahlengang hinter der Objektoberfläche Mittel
zur Abbildung eines aus dem reflektierten und/oder
gestreuten Streifenbilds herausgegriffenen, zu den
Streifen im wesentlichen senkrechten Bandes auf einen
eindimensional ausgerichteten Bildempfänger angeord
net sind, und daß das eindimensionale Bild in der
Auswerteeinrichtung unter Erfassung der Intensitätsver
teilung in Längsrichtung des Bildes oder daraus ab
geleiteter Größen zur gleichzeitigen Bestimmung von
Gestaltsabweichungen unterschiedlicher Ordnung aus
wertbar ist.
15. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die optischen Mittel eine Zylinderlinse oder einen
zylindrischen Hohlspiegel mit im wesentlichen senk
recht zu den Streifen des an der Objektoberfläche (14)
reflektierten und/oder gestreuten Streifenmusters
ausgerichteter Achse enthalten.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Bildempfänger als Fotodio
den-Zeile oder als CCD-Zeilenkamera (20) ausgebildet
ist.
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausgangssignale der einzelnen Fotodioden oder
Bildpunkte (Pixels) des Bildempfängers (20) in einem
A/D-Wandler digitalisierbar und mittels eines Mikro
prozessors oder Mikrocontrollers numerisch auswertbar
sind.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fokussierungsbreite des ein
dimensionalen Bildes wesentlich größer als die Pixel
höhe innerhalb der CCD-Zeilenkamera oder als die Foto
diodenhöhe ist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fokussierungsbreite das 5- bis 100-fache der
Pixelhöhe oder der Fotodiodenhöhe beträgt.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fokussierungsbreite des ein
dimensionalen Bildes wesentlich kleiner als die Pixel
höhe innerhalb der CCD-Zeilenkamera oder als die Foto
diodenhöhe ist.
21. Anordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fokussierungsbreite kleiner als das 0,7-fache
der Pixelhöhe oder der Fotodiodenhöhe ist.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die auf die Objektoberfläche (14)
projizierten Streifen des Streifenmusters (26) im
wesentlichen senkrecht zu der zwischen der Projektions
richtung und der Empfangsrichtung des optischen Strah
lengangs aufgespannten Ebene ausgerichtet sind.
23. Anordnung zur berührungslosen Messung von Gestalts
abweichungen an Oberflächen mit einem mittels einer
optischen Anordnung auf die Oberfläche eines Prüf
objekts projizierbaren Muster aus parallelen Licht
streifen, einem mit dem an der Objektivoberfläche
reflektierten und/oder gestreuten Streifenbild unter
einem zur Projektionsrichtung schrägen Winkel beauf
schlagten Bildempfänger und einer Einrichtung zur
Auswertung der empfangenen Lichtsignale, insbesondere
nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Bildempfänger oder in der Auswerte
einrichtung elektronische Mittel zur Komprimierung
oder Integration des reflektierten und/oder gestreu
ten Streifenbilds (26) im wesentlichen in Streifen
richtung unter Erzeugung eines eindimensionalen Bildes
angeordnet sind, und daß das eindimensionale Bild
in der Auswerteeinrichtung unter Erfassung der In
tensitätsverteilung in Längsrichtung des Bildes oder
daraus abgeleiteter Größen zur gleichzeitigen Bestim
mung von Gestaltsabweichungen unterschiedlicher Ord
nung auswertbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893919893 DE3919893A1 (de) | 1988-06-22 | 1989-06-19 | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen messung von gestaltsabweichungen an oberflaechen |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3821035 | 1988-06-22 | ||
DE19893919893 DE3919893A1 (de) | 1988-06-22 | 1989-06-19 | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen messung von gestaltsabweichungen an oberflaechen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3919893A1 true DE3919893A1 (de) | 1989-12-28 |
Family
ID=25869336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19893919893 Withdrawn DE3919893A1 (de) | 1988-06-22 | 1989-06-19 | Verfahren und vorrichtung zur beruehrungslosen messung von gestaltsabweichungen an oberflaechen |
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