EP4278171A1 - Inspection system - Google Patents

Inspection system

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Publication number
EP4278171A1
EP4278171A1 EP22701170.7A EP22701170A EP4278171A1 EP 4278171 A1 EP4278171 A1 EP 4278171A1 EP 22701170 A EP22701170 A EP 22701170A EP 4278171 A1 EP4278171 A1 EP 4278171A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
detection means
light
beam path
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22701170.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bodo Ergert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ma Micro Automation GmbH
Original Assignee
Ma Micro Automation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ma Micro Automation GmbH filed Critical Ma Micro Automation GmbH
Publication of EP4278171A1 publication Critical patent/EP4278171A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/909Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents in opaque containers or opaque container parts, e.g. cans, tins, caps, labels
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/90Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents
    • G01N21/9036Investigating the presence of flaws or contamination in a container or its contents using arrays of emitters or receivers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G01B11/2433Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures for measuring outlines by shadow casting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06Illumination; Optics
    • G01N2201/063Illuminating optical parts
    • G01N2201/0636Reflectors

Definitions

  • the invention relates to an inspection system according to the preamble of claim 1 and an inspection method using such an inspection system.
  • Generic inspection systems are used in particular to carry out a quality check on elongated injection molded parts immediately after they have been manufactured.
  • Workpieces of this type are used, for example, in the medical field, such as pipette tips, cup-shaped receptacles for medical samples to be examined or substances to be analyzed or the like.
  • Workpieces of this type must be produced with very high precision, since this would otherwise impair the working methods carried out using such workpieces, such as, for example, analysis methods.
  • defects can occur in workpieces produced by injection molding, such as unwanted burrs, depressions, irregularities in the geometry of the workpiece such as distortion or the like, but in particular areas that have not been sufficiently injected, which leads to workpieces of this type being rejected. High demands are therefore placed on the inspection system with regard to the detection of faulty workpieces.
  • inspection systems of the generic type are often an integrated part of an automated production line, which usually starts with the production of the workpieces in a shaping tool such as a an injection molding machine, from workpiece testing to packaging of the workpieces.
  • a shaping tool such as a an injection molding machine
  • high production speeds also require correspondingly short inspection times for the respective workpiece using the inspection system.
  • the inspection system in a such a manufacturing system can be integrated.
  • the inspection system must have a compact design, since the workpieces are often close together on the holder and/or little installation space is available.
  • An inspection device is known from DE 10 2017 120 376 A1, in which the respective workpieces can be checked as they pass through the inspection device.
  • This inspection device has a concave mirror arrangement in order to use a camera to record an image of the outside of the workpiece reflected in this mirror.
  • the disadvantage of this device is that the generated mirror image of the workpiece has greater optical distortions compared to the actual workpiece, which leads to unreliability of the testing method. Dimensional tests and measurements are only possible to a very limited extent or not at all with the concave mirror arrangement.
  • the invention is therefore based on the object of providing a generic inspection system which partially or completely eliminates the disadvantages described, enables a particularly reliable detection of defects in the workpiece and which is inexpensive. Furthermore, the task is to provide a corresponding inspection method for checking workpieces.
  • the inspection system according to the invention according to claim 1 has a optical system which, when the workpiece is irradiated with the light source of the lighting device, generates a shadow image of the workpiece, preferably an undistorted shadow image, from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and which projects the generated shadow image onto the detection means, preferably projects it undistorted onto the detection means , or . which is trained for this.
  • the shadow image here has a very high contrast, namely a darker or darker or black silhouette to the surrounding, lighter area of the workpiece environment, which enables a particularly reliable inspection.
  • Inadequate superficial spraying can be recognized as a missing area of the edge area of the silhouette. Ridges, local elevations, film deposits of excess material or other irregularities are also particularly easy to recognize.
  • Such workpiece defects in particular also in the case of injection-molded parts, can be detected particularly reliably and with high image sharpness by means of the workpiece silhouette due to the high light/dark contrast of the same to the adjacent image area.
  • This also applies in particular to the free end of the respective workpiece that faces away from the workpiece holder, such as for example in the area of a pipette tip opening.
  • tolerance deviations of the workpiece geometry can be detected particularly reliably by the shadow image.
  • the inspection system can thus be used particularly advantageously in an automated production line for manufacturing the workpiece, with the process speed of the production line only being able to be reduced very slightly or not at all as the workpiece passes through the inspection system, i.e. the production line can also be operated continuously at high speed , without affecting the sharpness of the generated shadow image or its evaluation.
  • the evaluation unit can be used to determine particularly reliably whether the respective workpiece is correct or not correct and must be removed.
  • the workpiece can in particular be an injection-molded component.
  • the workpiece can, for example, also be a container such as for analytical purposes and/or for carrying out chemical reactions on a micro scale, without being limited to this, so that relatively small workpieces can also be checked very reliably.
  • the optical system is designed as possible to generate a low-distortion, preferably at least essentially undistorted or undistorted shadow image of the workpiece from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and/or to project the generated shadow image onto the detection means with as little distortion as possible or preferably at least essentially undistorted or undistorted. Imaging errors of the workpiece, as are the case when curved concave mirrors are used, are reduced or avoided in this way. This increases the reliability of workpiece inspection.
  • the optical system of the inspection system according to the invention therefore preferably has no curved concave mirrors, particularly preferably no optical elements with curved optical surfaces such as, for example, curved reflection surfaces, except for the optics of the light source and/or lens of the detection means. In principle, however, a certain, generally rough, inspection of the workpieces can also be carried out with the generation of distorted shadow images.
  • the lighting device can include a number of light sources, in particular when a number of workpieces or a number of rows of workpieces are to be inspected simultaneously, under certain circumstances, by means of the inspection system.
  • the workpiece to be examined is in each case preferably irradiated by precisely one light source to produce a shadow image thereof, with one light source optionally also being able to irradiate several workpieces, preferably simultaneously, in particular using a beam path splitter. If necessary, several light sources can irradiate a workpiece, for example from different directions, possibly also for the simultaneous or temporally offset generation of several shadow images of the given workpiece from different directions.
  • the workpieces can be guided past the respective light source or several light sources by means of a movable holding device in order to check the respective workpiece using the shadow image.
  • the optical detection means can preferably be designed as a camera, but also in other suitable ways, such as, for example as an optical sensor, in particular a surface sensor, or the like.
  • a camera as a detection means has proven particularly useful, since it reliably detects the shadow image of the workpiece and enables image processing of the shadow image in a simple manner. Processing of the camera image by a corresponding evaluation device is particularly easy.
  • the detection means is preferably stationary during the detection of the two or more shadow images of workpieces from different rows of workpieces. arranged in an unchanged position relative to the optical system of the inspection device and/or arranged relative to the light sources generating the respective shadow images.
  • the inspection system preferably includes an evaluation device which is connected to the optical detection means in a signal-transmitting manner and any material defects can be determined and analyzed by means of the evaluation device.
  • the evaluation device can compare the silhouette of the workpiece (generally: "silhouette") recorded by means of the detection means with a reference image of a defect-free workpiece.
  • a corresponding reference component can also be stored in the evaluation device as a defect-free workpiece in order to carry out the comparison or the evaluation.
  • the shadow image can also be compared with a data record which corresponds to a defect-free workpiece 12.
  • the evaluation can generally be carried out by an image processing method, a computational method or in another suitable manner.
  • the optical detection means and the evaluation device connected to it in a signal-transmitting manner, which evaluates the detected shadow images preferably with a computing device are configured in such a way that the concentricity of the workpiece can be detected or is calculable and / or determined or. is calculated .
  • the concentricity of the workpiece is understood to mean that directions at an angle to one another, which are each arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, one or more longitudinal sections, preferably comprising the free end of the workpiece, each in the Workpiece longitudinal axis is arranged / are.
  • the two directions mentioned can in particular enclose an angle of 90° to one another.
  • the inspection system according to the invention is particularly adapted to such a round trip or To be able to reliably detect deviations from this.
  • the optical system preferably has one or more plane mirrors, which have proven to be particularly advantageous in order to enable the desired reliable workpiece inspection and to generate a shadow image with as little or no distortion as possible and/or in order to project this undistorted onto the detection means.
  • "undistorted” is also understood to mean in particular at least essentially distortion-free or in particular distortion-free.
  • Such a plane mirror is preferably arranged in the beam path between the light source of the illumination device and the workpiece, with preferably several or all of the optical elements of the optical The system between the light source and the workpiece consists of plane mirrors.
  • plane mirrors are particularly inexpensive optical elements that can be produced, for example in contrast to a complicated lens system, and require only little installation space, which is of particular advantage in the case of workpieces to be examined that are close together.
  • the optical system preferably has at least two or more plane mirrors arranged one behind the other in the beam path in the beam path between the light source and the workpiece. For this purpose, all of the optical elements between the light source and the workpiece are preferably designed as plane mirrors, ie only plane mirrors are provided.
  • At least one or more or all of the optical elements between the workpiece and the optical detection means are designed as plane mirrors, ie only plane mirrors are provided.
  • the optical element of the optical system which is arranged directly in front of the workpiece and/or directly behind the workpiece in the direction of the beam path, is preferably a plane mirror.
  • the optical system is preferably designed in such a way that the rays incident on the workpiece, which generate the shadow image of the workpiece, are a light bundle of rays that are at least essentially parallel or aligned parallel to one another.
  • the rays of the silhouette incident on the optical detection means are aligned at least essentially parallel or parallel to one another. This enables a shadow image of the workpiece to be generated with particularly little or no distortion.
  • the rays of the light beam incident on the workpiece can be reversed with respect to the direction of incidence of the light beam on the workpiece ⁇ 20°, preferably ⁇ 10° or ⁇ 5° or ⁇ 2 ° diverge resp . converge, particularly preferably these are parallel to each other.
  • the cross section of the light beam here preferably covers the workpiece section to be examined in its entire width or length. its entire cross-section.
  • the beam path between the illumination-side optical element immediately in front of the workpiece and/or the detection means-side optical element immediately downstream of the workpiece is aligned at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece.
  • the beam path between the optical element on the illuminating means side and the workpiece and/or the beam path between the optical element on the detecting means side and the workpiece, with the optical element being arranged directly on the workpiece in relation to the respective beam path can have an angle of 20° or 15°, preferably 10° or 5°, particularly preferably approx. Include 0° to the perpendicular of the longitudinal axis of the workpiece.
  • the optical element arranged directly on the illuminating means side and/or on the detecting means side, which is therefore arranged closest to the workpiece in the beam path, is preferably a plane mirror.
  • the beam path of the light emitted by the illumination device and detected by the optical detection means is preferably telecentric on the object side and/or on the image side, particularly preferably on both sides.
  • the optical detection means can have a telecentric lens. This enables at least essentially undistorted generation of a shadow image of the workpiece and its at least essentially undistorted or undistorted detection by the detecting means, and thus particularly reliable checking of the workpiece to be examined's freedom from defects.
  • the light beams impinging on the workpiece are generally preferably parallel beams. In general, the light beams impinging on the optical detection means are particularly preferably parallel beams.
  • the beam path preferably has at least one beam path splitter, which separates the beam from the light source of the lighting unit
  • a shadow image of the workpiece can be generated from several different directions, whereby a particularly reliable detection of any workpiece defects is possible, which can be detected to different degrees by the optical detection means when viewing the workpiece from different directions.
  • the beam path splitter preferably has optically active surfaces which are designed as plane mirrors and cause the beam to be split. All of the optically effective surfaces of the beam path splitter are preferably designed as plane mirrors.
  • the beam path splitter can be in the form of two plane mirrors arranged at an angle to one another, with the apex of the angle preferably being positioned in the beam path.
  • the two optical elements, in particular plane mirrors, of the beam path splitter can converge in an edge.
  • the angle enclosed between the two optical elements of the beam path splitter can be ⁇ 180° or ⁇ 170°, in particular 145° to 30°, particularly preferably 120° to 60°, in particular approx. 90 °, amount, but also, for example. 160° to 90°, the included angle being arranged on the side of the vertex facing away from the beam path.
  • a beam path splitter for example. can also be built up in that the light emitted by the lighting device is emitted onto a first optical element, preferably a plane mirror, here occupies an illuminated area Fl, which is preferably radiated with at least essentially uniform luminance over the area, and in this area the light is emitted onto at least two or more optical elements with a respective surface F2, which are preferably each designed as plane mirrors.
  • the extent of the light source for example also as Point source can be at least the area Fl.
  • the surface F1 is preferably larger than the surface F2, preferably the surface F1 is at least as large as the sum of the surfaces F2, the light radiated from the surfaces F2 preferably being radiated directly onto the workpiece to produce shadow images of the same.
  • the number of shadow images generated can correspond to the number of areas F2 provided.
  • the surfaces F1 and F2 are each preferably flat surfaces, preferably each formed by a plane mirror.
  • the beam path preferably has at least one beam path splitter, which divides the light emitted by the light source of the illumination device into at least two separate partial beams and aligns the at least two partial beams with different workpieces to generate at least two shadow images of the different workpieces.
  • the partial beam paths of the inspection system are preferably designed according to claim 8, as described in general for the beam path within the scope of the invention.
  • the optical elements of the at least two or all of the partial beam paths thus preferably have at least one or more plane mirrors, preferably all of the optical elements of the respective partial beam path are plane mirrors, which is preferably designed accordingly for all of the partial beam paths that are generated by an illumination device.
  • the shadow images generated in this way can also be used in particular to determine a rotation of the examined workpiece area, in particular the free end thereof, and in particular to calculate it using the appropriately configured evaluation device.
  • the partial beams which are aligned with the workpiece and form an angle with one another, are preferably arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • a light deflection device of the optical system is preferably provided in the beam path between the light source and the workpiece in which the light radiated onto the workpiece at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece, ie preferably in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • Said irradiation direction of the workpiece is preferably the direction in which the light, which is coupled directly into the plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, or is deflected, radiates towards the workpiece.
  • a light deflection device of the optical system is therefore preferably provided in the direction of the beam path from the illumination device to the detection means in the beam path upstream of the workpiece, which is arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in which in the direction of radiation the light is directed onto the workpiece or in the movement device of the holding device, at least a first part of the light deflection device is arranged in front of the workpiece and a second part of the light deflection device is arranged behind the workpiece.
  • the described first and second parts of the light deflection device can each be arranged directly in front of the workpiece in relation to the beam path.
  • the parts of the light deflection device arranged in front of and behind the workpiece in relation to the irradiation direction onto the workpiece are thus directed in different directions to produce shadow images onto the workpiece, these light beams forming an angle to one another.
  • This angle can be, for example, 145° to 35°, preferably 60° to 120°, particularly preferably approx. 90 °, without being limited to this.
  • the concentricity of the workpiece can also be determined from the shadow images of the different views, for example calculated by means of the evaluation device.
  • At least one part or several or all parts of the light deflection device which is arranged in front of and/or behind the workpiece in relation to the direction of the beam path, is particularly preferably designed as a plane mirror, which means a particularly low-distortion or at least enables essentially distortion-free imaging of the workpiece.
  • the part of the light deflection device designed as a plane mirror is preferably directly in front of or behind the beam path. arranged behind the workpiece.
  • This plane is preferably arranged at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece; this plane can, for example, be at an angle of 25 ° or 15°, particularly preferred 5° to the longitudinal axis of the workpiece; this plane is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • optical elements of the optical system in order on the one hand to generate a distortion-free silhouette of the workpiece, and on the other hand there is a structurally particularly compact arrangement in order to be adapted in an inspection system for checking a large number of workpieces on a holding device .
  • Said plane of the optical elements can in particular be arranged at least essentially parallel or parallel to the main plane of a holding plate of the holding device, with the workpieces being held on this holding plate during the inspection.
  • the lighting device and/or the optical detection means are preferably arranged outside the plane of optical elements, which align or focus the illuminating light directly onto the workpiece to generate a shadow image. are arranged directly behind the workpiece in the direction of the beam path and deflect or deflect the silhouette in the direction of the optical detection means. project .
  • Light deflection devices are preferably arranged between the lighting device and/or the detection means, each of which is designed as a plane mirror, independently of one another or in combination with one another, which provides distortion-free optics for examining the workpiece.
  • At least part of the optical elements arranged in the direction of the beam path in front of the workpiece is preferably designed as a beam path splitter, which divides the light beam of the lighting device into at least two partial beams, with a first partial beam being divided by means of the beam path splitter deflected in the direction of a first workpiece and a second partial beam in the direction of a second workpiece or. is aligned .
  • the said beam path splitter is here preferably an optical element which directs the illuminating light directly onto the workpiece in order to produce a shadow image of the workpiece.
  • the first and/or the second partial beam can be aligned directly with the respective workpiece in order to produce a shadow image of the same.
  • the two partial beams preferably lie in a plane which corresponds to the plane of the optical elements described above, which is arranged at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece.
  • the beam path splitter is preferably the optical element which is arranged in front of the respective workpiece in the direction of the beam path.
  • the beam path splitter is particularly preferably a part of the light deflection device described above, in particular a part of the same that is arranged in front of the workpiece in the irradiation direction and/or in the direction of movement of the holding device of the workpieces through the optical system, with the beam path splitter preferably immediately in front of the said beam path direction and/or direction of movement Workpiece arranged.
  • the workpieces are preferably arranged on the holding device in a plurality of rows spaced laterally from one another.
  • the at least two partial beams generated by the beam path splitter which are directed onto the workpiece to create a shadow image, can be aligned on at least two workpieces in the same row or on workpieces in different rows of the row arrangement of the workpieces.
  • the beam splitter particularly preferably generates exactly two partial beams, which are aligned with exactly two different workpieces.
  • the beam path splitter is preferably formed by two or possibly more plane mirrors, which are set at an angle to one another, preferably at an angle of h 20 and or 145°, preferably an angle h 30°, preferably
  • the beam-dividing optical surfaces of the beam path splitter are preferably each designed as plane mirrors, with the optical surfaces being able to collide at an edge which preferably faces the illumination device.
  • the beam path splitter can be arranged symmetrically in the beam path, so that the illuminating light incident on it is divided into two partial beams of the same illuminance or Luminous intensity is shared.
  • the direction of incidence of the illumination light on the beam path splitter is preferably aligned with the bisecting line of the optical surfaces of the beam path splitter which are set at an angle to one another. If necessary, the beam path splitter can also generate more than two partial beams, preferably with the same illuminance or luminous intensity .
  • the optical system preferably comprises a plurality of mirrors in the beam path upstream of the workpiece, which are distributed around the circumference of the workpiece and which each produce a shadow image of the workpiece.
  • These mirrors are each preferably designed as plane mirrors, preferably all of the mirrors that produce a shadow image of the workpiece.
  • the mirrors that produce a shadow image of the workpiece are preferably arranged directly in front of the workpiece in the direction of the beam path, so that the light diverted or light projected directly onto the workpiece generates the respective shadow image.
  • the mirrors are preferably spaced apart from one another in the circumferential direction of the workpiece, which is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in such a way that each mirror generates a shadow image that is spaced from an adjacent shadow image in the circumferential direction of the workpiece.
  • the individual shadow images generated by the mirrors are thus each separated from one another in the direction of the circumference of the workpiece.
  • the peripheral areas of the workpiece shown on the adjacent shadow images can overlap with one another.
  • Each of these silhouettes is then gang direction behind the workpiece arranged light deflection devices on the optical detection means deflected or. projected .
  • the detection means receives a plurality of separate shadow images of the respective workpiece, each shadow image corresponding to a peripheral portion of the workpiece.
  • the mirrors can be arranged in the workpiece peripheral direction in such a way that the shadow images, preferably of shadow images projected and detected adjacent to one another on the detection means, depict overlapping peripheral regions of the workpiece.
  • a continuous peripheral area of the workpiece can be imaged on the detection means via several shadow images, which allows a particularly precise inspection of the workpiece.
  • the plurality of mirrors can be arranged along an arc, e.g.
  • the mirrors can be arranged approximately in a semicircle around the workpiece, but also in other ways.
  • 2, 3, 4 or more, for example. 5, 6 or more mirrors, in particular plane mirrors, which direct light onto the given workpiece to generate shadow images, may be provided.
  • the optical system has a plurality of mirrors in the beam path between the workpiece and the optical detection means, preferably plane mirrors, which are distributed around the circumference of the workpiece, with at least one or more of these mirrors, preferably exactly one, each one of the A plurality of mirrors generating a shadow image are assigned and the shadow image generated by the respective mirrors arranged in front of the workpiece in the direction of the beam path is fed to the detection means.
  • the detection means several, preferably several separate, shadow images are captured.
  • the mirrors that produce a shadow image and the mirrors downstream of the workpiece in the beam path each surround the workpiece, preferably partially, so that in each case there are preferably at least two or more mirrors distributed in the circumferential direction of the workpiece, each preferably in the form of a plane mirror.
  • a (first) plane mirror On the lighting side of the workpiece, i.e. between the lighting device and the workpiece, a (first) plane mirror is preferably provided, which transmits the light emitted by the light source assigned to the workpiece for generating the shadow image, preferably directly onto a plurality of mirrors distributed around the circumference of a workpiece, preferably plane mirrors, which are preferably in Beam path direction are arranged immediately in front of the workpiece and generate a shadow image of the workpiece, aligns or. redirects .
  • the illumination device irradiates an area F1 of the first plane mirror, which is equal to or larger than the sum of the illumination areas of the several mirrors arranged directly around the workpiece, so that the plurality of shadow images can be generated by just one illumination device.
  • the plurality of (second) mirrors that produce a shadow image of the workpiece can be arranged in a plane that is at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • the first plane mirror can be arranged outside of this plane of the second mirror.
  • a plane mirror is provided for the workpiece, which of several or all of the mirrors distributed around the circumference of a workpiece, which preferably each receive a shadow image directly from the workpiece, project the shadow images from this plurality of mirrors towards the detection means.
  • the plurality of mirrors are preferably arranged directly behind the workpiece in the direction of the beam path.
  • Each of these multiple mirrors thus reflects a shadow image of the workpiece in the direction of the plane mirror.
  • the plane mirror thus preferably captures several or all of these shadow images of the plurality of mirrors at the same time and projects them preferably at the same time in the direction of the capturing means. This is beneficial in order to achieve projection of the shadow images towards the detection means with as little or no distortion as possible.
  • the mirrors, beam path splitters and/or light deflection devices mentioned are preferably arranged in a stationary manner in relation to one another. This includes, of course, that the optical elements are preferably adjustable at their respective locations in the beam path.
  • an inspection system is provided according to the preamble of claim 1 or generally according to the present invention, in which according to claim 17 the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, with between the workpiece and the optical detection means a light deflection device is provided, which in each case generates a shadow image of at least two workpieces from different rows of workpieces and onto the optical detection means, ie onto a and the same detection means .
  • the detection means which here detects the shadow images of workpieces in several rows, is preferably a structural and/or functional unit, such as preferably exactly one camera or exactly one sensor.
  • the detection means preferably has exactly one lens into which the shadow images of the two or more different shadow images of different rows of workpieces fall.
  • the detection means is preferably designed to simultaneously detect the shadow images of workpieces in different rows.
  • the optical system is preferably configured together with the workpiece arrangement in it and the detection means, so that several shadow images can be projected onto the detection means at the same time and can or can be detected by it at the same time. are recorded, which relates in particular to workpieces from different workpiece series.
  • the light deflection device is preferably arranged between the rows of workpieces, preferably between adjacent rows of workpieces, particularly preferably halfway between the respective rows of workpieces.
  • the light deflection device can be arranged at the level of the workpieces with respect to a view perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • a beam splitter which can also be designed as a light deflection device.
  • the holding device for the workpieces can be changed in position relative to the optical system of the inspection system.
  • the optical system is preferably arranged in a stationary manner, particularly preferably all of its components, and the holding device is designed to be positionally variable, in particular with a translational change in position, particularly preferably with a linear movement.
  • the holding device and thus also the rows of workpieces arranged on it can thus be positioned relative to the optical system and thus also relative to the above-mentioned light deflection device and/or beam splitter between the rows of workpieces on the optical system or be moved past the deflection device.
  • the holding device can be part of a transport device for the workpieces, which feeds the workpieces from the device forming the workpieces, such as in particular an injection molding machine, past the inspection system to other devices on a workpiece production line, such as a handling device for removing defective workpieces, a packaging machine or the like.
  • the transport device can extend continuously over the entire length of the production line.
  • the inspection system is thus preferably part of an automated workpiece production and/or packaging line.
  • the individual devices are preferably part of a coherent workpiece production line, with the workpieces, preferably arranged on a holding device and/or a carrier, being transferred directly from one device to the next within the production line, preferably without intermediate storage in a separate intermediate storage facility.
  • the object is achieved independently according to the invention or particularly preferably in combination with other configurations of the inspection system according to the invention by an inspection system according to claim 19, in which the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, with between the lighting device or light source and the tool piece a beam path splitter is provided, which splits the illuminating light and preferably simultaneously aligns it with workpieces from different rows of workpieces.
  • This configuration is particularly advantageous in combination with the inspection system according to claim 17 and the developments thereof. As a result, the number of light sources required to inspect workpieces in several rows is significantly reduced.
  • the light source for the various rows of workpieces is preferably a structural and/or functional unit.
  • the light source can have exactly one illuminant.
  • the light source preferably has exactly one optics or Objective on which / s preferably produces exactly one beam of light.
  • the light source is preferably stationary or arranged in an unchanged position in relation to the optical system of the inspection device and/or in relation to the detection means or devices that catch the respective shadow images.
  • the beam path splitter is preferably arranged at the level of the workpieces, when viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece, so that the workpieces or Workpiece rows are guided past the side of the beam path splitter when the position of the holding device changes relative to the inspection system. At the same time, this results in a particularly compact design of the inspection system.
  • the detection means and/or at least one light deflection device which transmits light from the lighting device or aligns from a light source to different rows of workpieces, and / or a light deflection device, which light from the workpiece or. deflects the workpiece silhouette towards the detection means, arranged between the rows of workpieces, preferably centrally between said rows of workpieces.
  • At least two spaced, preferably adjacent rows of workpieces can thus also be inspected using only one light source and/or only one detection means, which also reduces the outlay on equipment.
  • the same also applies to a preferred arrangement of a beam path splitter, which splits the beam path from a light source and aligns or directs at least two partial beams to different rows of workpieces. projected .
  • the respective light source of the illumination device is preferably a point source.
  • the point source preferably has a uniform light exit opening which extends over a continuous surface and which emits the light from the light source towards the optical system.
  • the lighting device preferably has a constant luminous intensity over the extent of the point source. This includes the fact that the extent of the point source is preferably at least equal to or greater than the workpiece diameter at the longitudinal section of the workpiece examined by means of the inspection system. It is also preferred that the point source has a light exit surface whose width or Diameter has the distance between the rows of workpieces, the different rows of workpieces being illuminated by one and the same lighting device to produce shadow images of the respective workpiece.
  • the distance between the rows of workpieces also includes the extension of the workpieces in their width on the side opposite the respectively adjacent row of workpieces.
  • Said rows of workpieces are preferably arranged adjacent to one another.
  • Said rows of workpieces are preferably formed in a straight line. It is generally understood that the holders of the holding device are each equipped with at least one or exactly one workpiece when the workpieces are inspected by means of the inspection system.
  • Said point source is to be distinguished in particular from a ring-shaped light source, the central area of which does not emit any light in the direction of one or more workpieces to be examined.
  • the optical axis of the light source assigned to the respective workpiece and/or the optical axis of the detection means are aligned parallel to the longitudinal axis of the workpiece.
  • the light sources and detection means for inspecting several workpieces can easily be arranged in a common housing, for example arranged next to one another.
  • the housing preferably includes all light sources and detection means which are to be arranged next to one another in a plurality of rows of workpieces for the inspection of the workpieces on a holding device.
  • the light source and detection means assigned to the respective workpiece can be arranged in such a way that the beam path from the light source to the workpiece and on the other hand from the workpiece to the detection means are aligned coaxially at least over a partial length of the beam path.
  • the light source and the detection means can be spatially aligned with one another in such a way that the light emitted directly by the lighting device is arranged at least approximately perpendicularly or perpendicularly to the light beam which enters the detection means. This results in a particularly compact design for specific applications.
  • the versions apply to all light sources and/or detection means of the inspection system.
  • “assigned to the workpiece” is understood to mean a light source which generates a shadow image of the respective workpiece.
  • the optical system preferably has an optical element which is designed to be partially transparent and which is visible both in the beam path of the light or Arranged in the beam path and at the same time in the light falling from the workpiece in the direction of the detection means.
  • This optical element is preferably designed as a plane mirror.
  • the optical element which is preferably aligned obliquely to the beam path of the incident light beam from the illumination device and obliquely to the direction of the light beam directed from the workpiece to the detection means, preferably in each case at an angle of approx. 45° to the respective light beam.
  • the optical element thus has, on the one hand, reflective properties in relation to the illumination light and, on the one hand, transparency in relation to the light guided towards the detection means.
  • Said optical element can have a suitable coating for this purpose, for example, as is customary in the case of partially transparent mirrors, for example.
  • the light incident on this optical element on the lighting side and the light passing through to the detection means can fall on the same area of the optical element. This allows flexible arrangement of the lighting device in relation to the research device, which is also designed to be compact and space-saving.
  • the optical system is designed in such a way that the workpiece to be examined is preferably irradiated simultaneously with at least two separate partial beams from at least one, preferably exactly one, light source in order to produce a different shadow image of the respective workpiece with each partial beam.
  • the detection means Point the separate sub-beams between the workpiece in its inspection position and the detection means, which for the at least two partial beams is preferably the same detection means as a camera or a sensor, have different beam path lengths, an optical element is preferably arranged in at least one of the beam paths of the partial beams between the workpiece and the detection means, which improves the image sharpness of the different shadow images in the detection means are adjusted to each other.
  • This optical element is referred to here as an "adaptation element".
  • the beam path length of the partial beam paths can be regarded as the geometric length of the same. Due to the given depth of field of the optics or the lens of the detection means, in particular a given focal length of the same, there is the problem that Objects can appear differently sharp at different distances from the detection means.
  • the lens is preferably set sharply on the workpiece in relation to a partial beam path, so that the shadow images of one workpiece produced by other partial beams can appear blurred.
  • the at least one optical adjustment element in the sharpness of the various shadow images is thus adapted to one another in the partial beam paths, so that preferably all shadow images appear sharp or equally sharp, regardless of the length of the beam path of the respective partial beam path, and the inspection of workpieces from different rows can thus be carried out with the reliability.
  • the optical adjustment element is preferably arranged in a partial beam path which has a greater or the greatest beam path length of the various partial beams which produce shadow images of one workpiece.
  • Such an optical element can preferably be missing in the partial beam path with the shortest beam path length.
  • the adjustment element is preferably designed as a refractive optical element, in particular as one or more prisms, one or more plano-optical elements such as planar plates with planar, mutually parallel light entry and light exit surfaces, or combinations thereof.
  • the partial beams preferably fall perpendicularly onto an optical surface of the optical element, such as a light entry surface of the same.
  • the partial beams preferably exit perpendicular to the optical exit surface of the optical element.
  • the partial beams preferably impinge on the optical adjustment element as a bundle of parallel light beams.
  • the partial beams are preferably radiated or emitted as a bundle of parallel light beams from the adjustment element in the direction of the detection means. diverted .
  • the adjustment element is designed as a 60°-120° prism, preferably as a 90° prism.
  • One or more adjustment elements in particular in the form of a prism, can be arranged directly in front of an optical deflection element, preferably in the form of a deflection mirror, of the optical system.
  • the deflection element is preferably arranged obliquely to the longitudinal axis of the workpiece in its examination position in order to deflect the beam path out of a plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece and to direct it to the detection means, which is preferably arranged outside of this plane.
  • the at least one adjustment element and the deflection means in particular as a plane mirror, can be designed as a structural unit, which facilitates the assembly and adjustment of the optical system.
  • the adjustment element can also only extend over a first part of the optical surface of the deflection element, with at least one other partial beam, which represents a different silhouette of one of the workpieces, being directed onto the other d. H . second part of the optical surface of the deflection element falls and from this to or. is diverted to the same detection means.
  • the adjustment element can also have at least one or several mirrors, for example also simulation games, which can also be arranged directly one behind the other in the direction of the beam path.
  • the design of the adjustment element as a light-refracting optical element is preferred because of its particularly compact design.
  • the optical system preferably has no optical elements with convexly or concavely curved optical surfaces, such as lenses and/or concave mirrors with curved mirror surfaces.
  • the optical system preferably has no light-diffracting optical elements. Any lens of the respective detection means and/or any lens of the respective light source are generally not to be regarded as part of the optical system.
  • all optical elements of the optical system are preferably plane mirrors, except for any optical elements that adjust the image sharpness of the shadow images, in particular those for adjusting the image sharpness of different shadow images of the same workpiece with different partial beams with different path lengths.
  • All optical elements of the optical system are preferably stationary to the lighting device or.
  • the inspection system can be designed in such a way that it inspects a plurality of partial areas of the workpiece that are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the workpiece.
  • the respective workpiece can, for example, pass through two independent inspection systems which are arranged one behind the other in the transport direction of the holding device and which in each case inspect different sections of the workpiece. If the transport speed of the holding device is known, the shadow images generated in the two inspection systems can each be assigned to a specific workpiece, so that its geometry or Material defects can be inspected more precisely.
  • the concentricity of the workpiece can also be determined or be calculated by means of the evaluation device.
  • the two inspection systems for inspecting different sections spaced apart in the longitudinal direction of the workpiece can also be combined in one station, for which purpose, for example, a separate lighting device can be provided for each area to be inspected in the longitudinal direction of the workpiece, with the optical system being designed in such a way that the shadow images of the two workpiece sections that are spaced apart in the longitudinal direction of the workpiece are detected using the same detection means.
  • the invention also includes an inspection method for checking elongated workpieces using an inspection system according to the invention. Statements on the inspection procedure also apply accordingly to the inspection system and vice versa.
  • the holding device for holding at least one or a large number of workpieces to be checked is moved relative to the optical system in order to move the workpiece to be checked from a non-examination position to an examination position on the optical system that produces the shadow image of the workpiece transfer, wherein the exposure time of the workpiece to generate the at least one shadow image is less than / equal to 1 millisecond, preferably 250 microseconds or 100 microseconds or 50 microseconds . This is made possible by the high contrast of the workpiece image in the form of a silhouette.
  • the light source can be operated intermittently, i.e. clocked, or continuously to illuminate the workpiece.
  • the exposure time can be the length of time within which shadow images or corresponding image information is accumulated to generate the silhouette to be evaluated.
  • the exposure time can be equal to or shorter than the length of time the workpiece is in its inspection position.
  • the transport speed of the workpiece or of the holder by the optical system can be h 50 mm/sec or h 100 mm/sec or h 250 mm/sec, if necessary. also h 500 mm/sec .
  • Fig. 1 a perspective view of a holding device of an inspection system according to the invention
  • FIG. 2 a perspective view of the optical system of a first inspection system according to the invention with lighting devices, the optical system and an optical detection means with workpieces in a perspective view ( FIG. 2A ) and in a plan view ( FIG. 2B ) and in a modified embodiment ( FIG. 2C ) ;
  • Fig. 3 a second embodiment of the invention
  • Inspection system with lighting device, detection means and optical system with several rows of workpieces
  • Fig. 4 a third embodiment of the invention
  • Inspection system with lighting device, detection means and optical system with a plurality of optical elements arranged distributed around the workpiece, as well as with workpieces (FIG. 4A), and with a simplified schematic representation of the beam path (FIG. 4B);
  • Fig. 5 a representation of the inspection system according to FIG. 4 with several optical systems arranged side by side and detection means for inspecting a plurality of rows of workpieces;
  • FIG. 6 an illustration of the detection means of the inspection system according to FIG. 4 captured several shadow images of a workpiece
  • Fig. 7 a further alternative of the inspection system with lighting means, optical system and detection means;
  • Fig. 7 another alternative of an inspection system with an optical system with a partially transparent optical element
  • FIG. 8 Schematic representations of the beam path of an inspection system according to the invention with a beam path splitter or light deflection device according to a first embodiment (FIG. 8a) and a second embodiment (FIG. 8b).
  • FIGS. 1 to 5 and 7, 8 show embodiments of inspection systems according to the invention or. parts of the same.
  • FIGS. 2, 3, 4 and 7 show inspection systems with an arrangement of several workpieces arranged on the holding device in rows of workpieces.
  • the holding device is not shown in each case or is only indicated schematically; a holding device according to FIG. 1 or another suitable holding device can be used.
  • Fig. 1 shows a perspective representation of a holding device 3 for an inspection system 1 according to the invention, wherein this holding device 3 can be provided on all exemplary embodiments of the inspection system 1 or generally within the scope of the invention.
  • the holding device 3 has a multiplicity of holders 3a, wherein at least one or in particular precisely one workpiece 2 is or can be held on each of the holders 3a.
  • the workpiece 2 can, for example, by negative pressure on the respective Holder 3a be held or by a mechanical device or in any other suitable way.
  • the large number of workpieces is here fixed in a defined spatial position to one another on the holder, for which purpose the workpieces 2 are arranged here with their workpiece longitudinal axes 2a (FIG. 2a) coaxially to one another.
  • the workpieces 2 are spaced apart from each other on the holding device 3, specifically in the longitudinal direction of the holding device or in the longitudinal direction of the rows R and transverse to this direction.
  • the arrangement of the workpieces 2 on the holding device 3 can correspond to the arrangement of the workpieces as is present in a shaping device such as an injection molding machine with a large number of cavities for the simultaneous production of injection molded parts.
  • the holding device 3 can be changed in position compared to the other devices of the inspection system, such as in particular an illumination device 4 , an optical system 5 and an optical detection means 6 (see e.g. Fig.
  • the holding device 3 can be changed by changing the position of the holding device are transported through the optical system 5, in particular in a translational movement, in particular a linear translational movement (arrow direction), in order to be able to check the workpieces 2 by means of the optical detection means 6, such as a camera, with regard to workpiece defects.
  • the holders 3a are here arranged on a flat holding plate 3b. It goes without saying that, in general, the holding device can also be designed in a different way, in particular the multiplicity of workpieces 2 can be arranged in a different spatial arrangement relative to one another on the holding device.
  • the rows or Traces of workpieces are arranged here in a straight line and aligned parallel to one another, but this is not absolutely necessary, for example the workpieces 2 can also be arranged in a pattern on the holding device, preferably corresponding to the structure of the shaping tool or the injection molding cavity of an injection molding machine.
  • the holding device 3 in FIG. 1 eight rows each with eight workpieces are held, without being limited to this.
  • the holding device 3 is in this case Longitudinally according to the direction of the arrow by the inspection system according to the invention, which can be part of an automated production plant, transported and thus also moved in the longitudinal direction by the optical system of the inspection system. If necessary, this can of course also be done in a direction transverse to the longitudinal extension of the holding device.
  • the transport speed of the holder 1 through the optical system of the inspection system can be in the range from 250 mm to 1000 mm/sec or more.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an inspection system 1 according to the invention for checking elongated workpieces 2, in particular injection-molded parts.
  • the inspection system 1 has a holding device 3 for holding at least one or a large number of workpieces to be inspected, the holding device according to FIG. 1 can be formed.
  • the workpieces can be arranged in several rows R separated from one another by a distance d (see FIG. 1), the rows preferably being formed in a straight line as here, but generally also in a different arrangement.
  • the inspection system 1 includes an illumination device 4 with at least one light source 4a. If several rows of workpieces are provided, then several light sources can also be provided in order to emit light onto the workpieces for inspection, which can be constructed in the same way.
  • the light source is designed here as a point source, possibly but can also be designed in a different way, in which case the respective light source can have a constant light intensity over its entire light emission surface.
  • the diameter of the light source 4a is dimensioned in such a way that it irradiates the optical elements of the optical system 5 described below sufficiently and preferably more than they are relevant in relation to the workpiece inspection, preferably with a uniform light intensity.
  • the lighting device 4 comprises a plurality of light sources 4a, which are arranged next to one another here, but also one can have different spatial assignments or distances from one another. Due to the special design of the optical system 5 , as described below, the number of light sources 4a is smaller than the number of rows of workpieces on the holding device 3 . More precisely, here the light sources 4a are arranged halfway between the workpiece rows R, preferably between adjacent rows which have a greater distance d than other adjacent rows. On the rows delimiting the field of workpieces, a further light source 4a is provided in each case on the side facing away from the field of workpieces. For a total of eight rows of workpieces R in a holding device 3 according to FIG.
  • the inspection system 1 comprises an optical system 5 for aligning the light emitted by the light source 4a preferably laterally onto the workpiece 2 to be inspected arranged on the holding device 3 .
  • the light emitted is in each case preferably in the visible range (380-780 nm), as is generally the case within the scope of the invention, without being restricted thereto.
  • the workpiece 2 to be checked is thus in its examination or measuring position on the inspection device, as shown in FIG. 2 and the other figures for the workpiece covered by the illustrated beam path.
  • the light radiated from the respective light source 4a onto the workpiece 2 to be examined is incident here at an angle of 45° to 135°, preferably 60° to 120° or 75° to 105°, according to the exemplary embodiment at an angle of 90° the workpiece longitudinal axis 2a in order to be able to check that the workpiece 2 is free of defects.
  • the optical system 5 directs the light from the light source 4a essentially or exactly perpendicular to the workpiece longitudinal axis 2a on the workpiece.
  • the optical system 5 is designed in such a way that it irradiates the workpiece 2 to generate its shadow image 73 (FIG. 6) and projects the shadow image onto the detection means.
  • the light rays incident on the workpiece are aligned at least substantially parallel or parallel to one another.
  • the light source 4a or All light sources of the lighting device 4 emit light bundles with at least essentially parallel or parallel light beams.
  • the optical system 5 is designed such that the light beams of the workpiece silhouette impinge on the optical detection means 6 as a bundle of at least substantially parallel or parallel light beams.
  • the optical system 5 is preferably designed in such a way that the shadow image generated is at least essentially undistorted and that the shadow image falls on the detection means at least essentially undistorted or undistorted.
  • the exposure time of the workpiece can be less than 10 microseconds.
  • an optical detection means 6 (generally abbreviated: “detection means") is provided, the workpiece 2 being arranged in the beam path S of the light emitted by the light source between the light source 4a and the optical detection means 6 and the optical detection means being generated by the illumination captures an image of the workpiece 2.
  • the detection means 6 is designed here as a camera, but can also be designed as an image sensor or in some other suitable way, with cameras being particularly preferred in order to record the respective shadow image undistorted and then to send it to image processing.
  • An evaluation device 7 is preferably also provided, which is connected to the optical detection means 6 in a signal-transmitting manner.
  • the evaluation device 7 is configured to compare the detected by the optical detection means To enable or carry out a workpiece image with a reference, for example a reference component.
  • the corresponding evaluation can be carried out using a computing device, for example by superimposing or comparing the recorded workpiece image with the reference.
  • the evaluation by means of the evaluation device can be computer-aided, for example using electronic image processing, or in another suitable manner. In the simplest case, the workpiece image is shown on a display of the optical detection means for checking by a person.
  • the optical system 5 is particularly preferably designed here in such a way that it generates an undistorted shadow image of the workpiece 2 from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and projects the generated shadow image undistorted onto the optical detection means.
  • Undistorted also called “distortion-free”, includes here and generally within the scope of the invention at least essentially distortion-free or distortion-free.
  • the optical system 5 has at least one plane mirror 5a, which the light source 4a, or. generally directs the light from the light source 4a associated with the respective workpiece onto the workpiece 2, here two such plane mirrors 5a, 5b, in order to produce shadow images of the workpiece that are as undistorted as possible.
  • the at least one plane mirror 5a here both plane mirrors 5a, 5b, is arranged directly in front of the workpiece. It goes without saying that, if necessary, more than two such plane mirrors, which direct light directly onto the workpiece, can be provided to generate shadow images of the same.
  • the shadow image produced is at least essentially undistorted or undistorted in relation to the workpiece.
  • the light radiated from the plane mirrors 5a, 5b onto the workpiece 2 is gang direction behind the workpiece at least essentially undistorted or undistorted to the detection means 6 or redirected. projected and each recorded by this.
  • a deflection mirror 5u designed as a plane mirror is provided on the lighting side in the beam path, i.e. facing the lighting device in relation to the workpiece in the beam path.
  • One of the plane mirrors 5a, 5b can also be designed as a beam path splitter, as described below.
  • the deflection mirror 5u deflects the light from the light source 4a in the direction of the workpiece, with the light emission direction of the light source 4a being arranged at an angle to the light which falls on the workpiece to produce the shadow image.
  • the light for generating the shadow image is directed onto the workpiece essentially or exactly perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the workpiece by means of the deflection mirror 5u.
  • the light source 4a emits the light at an angle other than at least substantially perpendicular to the longitudinal axis 2a of the workpiece, in this case coaxial to the longitudinal axis of the workpiece 12, in the direction of the workpiece 2.
  • the deflection mirror 5u thus generally deflects the light emitted by the light source 4a into a plane which is arranged at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the tool.
  • the light is deflected here by 90°, for this purpose the deflection mirror 5u is arranged at an angle of 45° to the longitudinal axis 2a of the workpiece.
  • the deflection mirror 5u is arranged at an angle of 45° to the longitudinal axis 2a of the workpiece.
  • the optical system 5 in the beam path between the workpiece 2 and the optical detection means 6 also has at least at least one or more plane mirrors, which are arranged one behind the other in the direction of the beam path, exclusively plane mirrors according to the exemplary embodiment.
  • the feature of “optical elements arranged one behind the other in the beam path” relates here and generally within the scope of the invention to the propagation direction of the light.
  • the beam path S is telecentric on the objective side and/or on the image side.
  • the lighting device thus has a telecentric light source, which thus emits light onto the workpiece with rays that are parallel to one another.
  • Several or all of the optical elements of the optical system 5 between the lighting device and the workpiece and between the workpiece 2 and the detection means 6 are true to the image here, so that light rays that are incident in parallel are forwarded, in particular reflected, as parallel light rays in the direction of the detection means.
  • light-refracting and/or light-diffracting optical elements such as lenses, in particular lens arrangements with a plurality of lenses arranged one behind the other as the optical element, and/or optical prisms and/or optical plates could also be used for this purpose.
  • no light-diffracting optical elements are provided.
  • Refractive optical elements in particular, to the effective length of different partial beam paths.
  • plane mirrors are particularly advantageous since they are structurally simple, represent inexpensive components and can be produced with high optical quality in order to produce a distortion-free silhouette of the tool and project it onto the detection means.
  • At least one beam path splitter 5s is arranged at the light source 4a and the detection means 6 , more precisely in the beam path between the light source 4a and the workpiece 2 .
  • the beam path splitter 5s splits the light emitted by a light source 4a of the illumination device into at least two, here exactly two, separate partial beams S1, S2 (FIG. 2b).
  • the various partial beams Sl, S2 can be aligned, preferably simultaneously or with a time offset, on different workpieces 2, in particular those of different rows RI, R2, in order to generate shadow images of the same simultaneously or with a time offset.
  • the rows R1 , R2 are here arranged in a straight line with a distance between them .
  • the beam path splitter 5s is designed as a plane mirror or. has several plane mirrors and is more precisely composed of such.
  • the beam path splitter 5s is arranged directly in front of the workpiece in the direction of the beam path, so that the light directed by it directly onto the workpiece generates a shadow image. If necessary, several such beam path splitters can also be provided, which, for example, align different partial beams onto several workpieces 2 .
  • the partial beam paths SI, S2 and the optical elements arranged in them can be designed generally, as described for the beam path between the respective light source and the workpiece.
  • the beam path splitter 5s is arranged in a fixed position opposite the light source 4a and the other optical elements of the optical system, under certain circumstances a movable beam path splitter can also be used, which splits light from the light source 4a in different positions of its movement and in the direction of different rows R deflects, the workpieces of these rows being acted upon simultaneously or at different times by the respective light to produce a shadow image, which can generally apply within the scope of the invention.
  • the beam path splitter 5s or generally another optical element, preferably in the form of a plane mirror, is arranged in the light emitted by the light source 4a in such a way that a partial beam Sla is hidden from the light beam and another partial beam Slb to another optical element , is preferably transmitted in the form of a plane mirror, with both or optionally more partial beams being radiated onto the workpiece 2 in order to produce a respective shadow image of the same.
  • the beam path splitter provides the plane mirror 5a for the given workpiece 2 .
  • the optical elements arranged in the beam path S between the light source 4a and the workpiece 2 are arranged here in such a way that the shadow images of the respective workpiece generated by a plurality of partial beams Sla, Slb are detected separately from one another by the detection means 6 and can preferably be evaluated separately by the evaluation device.
  • the evaluation can be carried out in such a way that concentricity of the workpiece can be checked. On Fig. 6 is referred to accordingly.
  • the two partial beams Sla and Slb are here in a direction of approx. 90° to each other towards the workpiece and impinge on the workpiece at this angle.
  • the two partial beams Sla, Slb impinge on the workpiece 2 at least substantially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the workpiece.
  • a light deflection device 51 of the optical system is provided in the direction of the beam path between the light source 4a and the workpiece 2, with at least a first part of the light deflection device 511 being located in front of the workpiece in relation to the irradiation direction of the light in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece and a second part of the light deflection device 512 is arranged behind the workpiece.
  • This arrangement of the light deflection device parts 511, 512 in front of and behind the workpiece 2 also relates here to the direction of movement of the holding device through the optical system, corresponding to the direction of the arrow .
  • the light deflection devices 511 and 512 are arranged here on different sides of a vertical of the straight workpiece row R and are thus positioned in front of and behind the workpiece.
  • This light deflection device 51 is at least substantially perpendicular or light radiated perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece or Arranged light beam.
  • Each of the two parts of the light deflection device 511, 512 deflects light directly onto the workpiece and generates a shadow image of the workpiece, in this case different shadow images from the two directions to the workpiece. piece .
  • more than two such light deflection devices can also be provided and/or the light deflection device can comprise more than two parts, so that more than two shadow images of one workpiece are generated.
  • the respective shadow images of one workpiece 2 are each projected separately from one another onto the optical detection means 6 and are detected separately by it.
  • the different shadow images of one workpiece, which are generated by the different parts of the light deflection device 51, can be detected by the detection means 6 at the same time, possibly also with a time offset, which can also apply generally within the scope of the invention.
  • the beams directed onto the workpiece by the two parts of the light deflection device 511, 512, which produce separate shadow images of the workpiece enclose an angle with one another, preferably an angle of h 30° and/or , and 120 ° , preferably approx .
  • the light deflection devices 511 and 512 are designed here as plane mirrors. In this case, the light deflection device 511 is at the same time part of the beam path splitter 5 s, but this is not mandatory. Here, the light deflection device 512 is not at the same time part of a beam path splitter, but can optionally be an alternative or additional part.
  • the arrangement of the light deflection devices 511 and 512, which are in front of or are arranged behind the workpiece, the front side facing the light source and the back side of the workpiece facing away from the light source can thus be checked by generating shadow images.
  • the light deflection devices 511, 512 or, if applicable, all of the light deflection devices provided, which align the light directly onto the workpiece to generate the shadow image, are designed as plane mirrors according to the exemplary embodiment.
  • the perpendicular arranged to the row of workpieces represents at least approximately a bisector of said angle of the beams directed directly onto the workpiece by parts 511 , 512 of the light deflection device.
  • Each of the parts 511, 512 of the light deflection devices 51 optionally also in the form of a beam path splitter 5s or generally in the form of an optical element 5a, b, in the exemplary embodiment as a plane mirror, which radiates light from the light source 4a directly onto the workpiece to form a shadow image of the same a corresponding part 5rl, 5r2 of a light deflection device 5r is assigned in the direction of the beam path between the workpiece and the optical detection means 6.
  • the shadow image generated by the respective light source-side part 511 of the light deflection device 51 is projected onto the light deflection device 5rl and is deflected or deflected by the latter in the direction of the detection means 6. projected .
  • the silhouette generated by the light deflection device part 512 is deflected or deflected onto the optical detection means via the corresponding light deflection device part 5r2. projected .
  • the parts 511 and 512 and the parts 5rl and 5r2 are designed here as separate parts.
  • the parts 5rl, 5r2 are each designed as plane mirrors.
  • the light deflection device 5rl is part of an optical element 5v, which has two plane mirrors set at an angle to one another, i.e. in addition to the plane mirror 5rl a further ren plane mirror 5vl .
  • the light deflection device 5v is structurally constructed here like a beam path splitter 5s, so that reference is made to the explanations in this regard.
  • the edge of the light deflection device 5v, in which the plane mirrors 5rl, 5vl converge or abut one another faces the detection means 6.
  • the optical element 5v directs the light beams from workpieces of different workpiece rows RI, R2 here to the one common detection means 6, which takes place here by means of the light deflection device 5n described below.
  • the optical element 5v with its at least two or exactly two sub-elements 5rl, 5vl, is thus in the beam path between at least one light source, here two light sources, and two workpieces, preferably workpieces from different rows, and one--i.e. a common--detection means 6, which captures the shadow images which detects at least two workpieces from different rows RI, R2 and preferably forwards them to the evaluation device 7 in a signal-transmitting manner.
  • the optical element 5v thus combines the shadow images of different workpieces 2 of different rows RI, R2.
  • the detection means here detects the shadow images of the workpieces 2, 2' of different rows RI, R2 simultaneously, since the workpieces 2, 2' with respect to the passage through the optical system or are arranged on the holding device 3 at the same height. Are the workpieces 2, 2' in relation to the passage through the optical system or arranged on the holding device 3 at different heights, i.e. not one behind the other but offset from one another when viewed from the side, the detection means detects the workpieces 2, 2' of different rows RI, R2 at different times, with the respective workpiece however, nothing changes in the beam path.
  • a light deflection device 5n is provided in order to deflect the generated shadow images of the respective workpiece in the direction of the optical detection means 6, here for example a camera.
  • the deflection takes place here by reflection.
  • the direction of incidence of light in the detection means 6 is here at an angle, here perpendicular, to the plane E in which the shadow images are generated.
  • the light diverter 5n is here also arranged at 45° to the plane E and/or to the direction of incidence of light in the optical detection means 6 .
  • the light deflection device 5n is designed here as a plane mirror.
  • the light deflection device 5n directs several or all of the partial beams Sla, Slb, which correspond to individual shadow images of one workpiece, onto the detection means 6.
  • the detection means 6 is arranged here outside of the plane E perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
  • multiple light deflection devices 5n can also be provided, if necessary, in order to direct the multiple shadow images of a workpiece onto the detection means. This can also apply generally within the scope of the invention.
  • the light deflection device 5n deflects partial beams SI, S2 of different workpieces 2, which are arranged here in different rows RI, R2, onto the detection means 6, which can apply independently of or in addition to the deflection of the different partial beams Sla, Slb in relation to a specific workpiece or . additionally applies here. This can also apply generally within the scope of the invention.
  • the optical elements 511, 512, 5s which radiate light directly onto the workpiece to generate at least one or more shadow images of the workpiece, are arranged in such a way that the light and thus also the shadow image are generated by a central workpiece section, based on the longitudinal direction of the workpiece , optionally alternatively or additionally , for example , also from the free end area of the workpiece , which is opposite the workpiece holder , e.g. a pipette tip opening, a vessel bottom or the like.
  • the workpieces 2 are arranged in laterally spaced rows RI, R2.
  • the holding device 3 is designed here, for example, as shown in FIG. 1 , or in any other suitable manner . Of the several rows of workpieces of the holding device, according to FIG. 1 eight such rows are shown in FIG. 2 shows only two such rows.
  • the The holding device 3 can change its position relative to the optical system 5, in particular translationally, so that when the holding device is displaced relative to the optical system 5, the workpieces are guided through the optical system 5 along the longitudinal extent of the rows R. In this case, the holding device can be moved continuously, so that the workpieces continuously pass through the optical system; if necessary, a step-by-step movement of the holding device is also possible.
  • one of the workpieces of the respective row R enters the examination area of the optical system 5 one after the other, as is the case for the two in FIG. 2 rows shown for each one workpiece (with a corresponding beam path) is shown.
  • the partial beams Sla, Slb of the light deflection devices 511, 512 intersect.
  • the respective workpiece can also pass through examination or measurement positions that are spaced apart from one another in the direction of movement of the holding device, with shadow images from different directions and/or from different longitudinal sections of one and the same workpiece are generated, which can be evaluated individually or together in the evaluation device 7.
  • the respective light source 4a which is therefore assigned to a workpiece or a row of workpieces for generating a shadow image of the respective workpiece, is arranged here between adjacent rows R1, R2, preferably in the middle between them. This also applies here to the beam path splitter 5s and the light deflection device 5n, and on the opposite side of the given workpiece or the row of workpieces for the light deflection devices 5rl, 5rl, 5v and the detection means 6.
  • two further light sources 4a with associated beam path splitters 5s are provided at the lateral boundaries of the field, so that only five light sources 4a with associated beam path splitters 5s are provided for the eight rows of workpieces.
  • the holding device 3 is spaced apart by more than two or more than 3 Rows of holders for each at least or exactly one workpiece, between the workpiece and the detection means 6 a light deflection device 5n is provided, which aligns the shadow images of two workpieces of different workpiece rows R on a detection means 6.
  • the shadow images of the two workpieces in the different rows can preferably be captured simultaneously by a detection means, or possibly also in chronological succession, in particular if the workpieces in different rows have reached the examination position of the optical system for generating the shadow image(s) of the respective workpiece at a different run through time .
  • a detection means or possibly also in chronological succession, in particular if the workpieces in different rows have reached the examination position of the optical system for generating the shadow image(s) of the respective workpiece at a different run through time .
  • only one optical detection means 6 is required for two rows of workpieces R, here two adjacent rows of workpieces RI, R2, which is particularly cost-effective and saves installation space, particularly in the case of rows of workpieces standing close together.
  • For the eight rows of workpieces with a holder according to FIG. 1 are thus only four optical detection means 6 such as. cameras required.
  • the light sources 4a of the lighting device are each designed as a point source, which has a uniform light intensity over its entire emission surface.
  • the diameter of the light source is dimensioned in such a way that the beam path splitter 5s or are each irradiated in accordance with a first light deflection device 511 and a second light deflection device 512 in order to generate corresponding shadow images.
  • the light sources here emit light bundles with light beams that are parallel to one another.
  • Fig. 2c shows a modification of the inspection system according to FIG. 2a, b, for the rest, reference is made to the statements made there.
  • the optical system is designed in such a way that the workpiece 2 to be examined is irradiated, here simultaneously, with two separate partial beams Sla, Slb of a light source 4 in order to produce a different shadow image of the respective workpiece with each partial beam Sla, Slb.
  • the separate partial beams Sla , Slb for the same workpiece are detected by a common detection means 6 .
  • an optical element 5x1 (dashed) is therefore arranged here as an adjustment element, which adjusts the image sharpness of the various shadow images in the detection means to one another or corrected to equal sharpness.
  • the optical element 5x1 is designed here as a prism.
  • the partial beam Slb falls perpendicularly onto the light entry surface of the prism and leaves the prism perpendicularly to the light exit surface of the same.
  • the prism here is a 90° prism, the light entry and light exit surfaces are perpendicular to one another.
  • the optical element 5x1 is arranged directly, ie in general preferably without a gap, on the light deflecting element, here the plane mirror 5n, for example permanently attached to it. No such adjustment element is arranged in partial beam path S1a (not shown in FIG. 2c), whereby generally with a suitable design of the adjustment elements, adaptation elements can also be provided in all partial beam paths for one workpiece.
  • the matching elements 5x1 and 5x2 are constructed identically for the given beam path geometry, but this is not mandatory.
  • the two adjustment elements 5x1, 5x2 are here on the two edge areas of the deflection device or Plane mirror 5n arranged.
  • the shorter partial beams S1a, S2a fall directly onto the deflection element 5n in the intermediate space Z between them.
  • Plane mirror 5r2 in the direction of the detection means 6 radiated light thus falls on the respective adjustment element 5x, the means of light deflection or.
  • the light emitted by the plane mirror 5rl in the direction of the detection means 6 falls into the intermediate space Z and thus directly onto the deflection mirror 5n.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the inspection system according to the invention.
  • each workpiece 12 or each row R of workpieces is assigned its own light source 14a of the lighting device 14 .
  • the light emitted from the light source 14a is thus projected onto only one workpiece to produce a shadow image thereof.
  • the silhouette can have a relatively large width, the light beam of one light source 14a can here cover the entire diameter of the workpiece.
  • the light beams incident on the workpiece 12 from the light source 14a also fall here at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 12a of the workpiece on the workpiece 12 .
  • the light beams incident on the workpiece 12 are arranged in such a way that a central section of the workpiece 12 is illuminated to produce a shadow image; the free end or the bottom area of the workpiece can be illuminated to generate a shadow image, including, for example. the light beam can have a corresponding width, so that the silhouette also includes the floor area.
  • the "free end" of the workpiece is understood here - as also generally within the scope of the invention - to be the workpiece end which is arranged facing away from the holding device 13 a beam path splitter are aligned, which generates at least two or more partial beams, each of which is aligned to different workpieces or to a workpiece from different directions.
  • the optical system 15 here has a light deflection device 15u, which is designed as a plane mirror and which directs the light emitted by the light source 14a onto the workpiece 12 in order to produce a shadow image of the same. Furthermore, a light deflection device 15n is provided behind the workpiece 12, i.e. on the side thereof facing away from the light source 14a, which directs the directly generated shadow image in the direction of an optical detection means 16 such as, for example, redirects a camera .
  • an optical detection means 16 such as, for example, redirects a camera .
  • the light deflected by the light deflection device 15u is emitted in a direction which is arranged in a plane with the light beam impinging directly on the workpiece, this plane E being arranged at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis 12a of the workpiece.
  • a further light deflection device 15n here in the form of a plane mirror, the silhouette is then deflected in the direction of the detection means 6 or projected .
  • a deflection device or Plane mirrors 15n are used to deflect and project shadow images of workpieces in adjacent rows RI, R2 onto a common detection means.
  • the light deflection device 15n pels the light incident into it out of the plane that is at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in the direction of the detection means 16 .
  • the generated shadow images of the workpieces of different, here adjacent, rows RI, R2 are projected by means of plane mirrors 15v1, 15v2 of the optical element 15v in the direction of the detection means 16 or projected, more precisely reflected, in the direction of or onto the light deflection device 15n.
  • One detection means 16 detects the shadow images of different rows of workpieces, here at the same time or if necessary. also offset in time, depending on the temporal arrangement of the two workpieces 12 in their examination or Measuring position in the beam path.
  • the optical surfaces Plane mirrors 15vl, 15v2 here enclose an angle with one another, for example an obtuse angle, here an angle of approx. 90 degrees.
  • the plane mirrors 15v1, 15v2 converge in the direction of an edge or—as shown—can collide at an edge.
  • the light deflection device 15v with the two optical surfaces 15v1, 15v2 can be designed here as a single component, alternatively a separate light deflection device can also be provided for each of the optical surfaces.
  • the corresponding explanations for the light deflection device 5v according to FIG. 2 is referred to .
  • optical axes of the light sources 14a i.e. in which this light emits, and/or the optical axis of the detection means 16, i.e. the direction in which light falls into the detection means, are each here, optionally independently of one another, aligned parallel to the longitudinal axis 12a of the workpiece . At least one or both of the optical axes of the light source 14a and the optical detection means 16 can also be aligned in a different direction, if necessary.
  • a beam splitter can be provided so that the light emitted by a light source is divided into partial beams at least or precisely two preferably adjacent rows of workpieces R can be aligned to produce shadow images of workpieces in these rows.
  • the light deflection mirror 15u can be arranged in the beam path of the light source 14a, so that it deflects only half the light beam from the source 14a in the direction of a row of workpieces and is next to it at an angle of z.
  • Another light deflection mirror is arranged at 90°, which deflects the other part of the emitted light beam in the direction of another row of workpieces R.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of an inspection system 21 according to the invention.
  • the differences from the exemplary embodiments in FIGS. 2 and 3 are described below; otherwise, reference is made to the full content of the explanations relating to these figures.
  • the same components as in the previous exemplary embodiments are each increased by "10".
  • the optical system 25 of the inspection system 21 has a plurality of mirrors 25b here, which are arranged distributed around the circumference of the workpiece 22, the mirror 25b being particularly advantageously arranged here in an arc, more precisely along a circular arc section, around the workpiece 22.
  • Each of the mirrors 25b generates a shadow image of the workpiece, in each case from a different direction, depending on the mirror arrangement.
  • a shadow image of a different peripheral area of the workpiece is thus generated by each mirror 25b.
  • the plane of the circular arc section is arranged here at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 22a of the workpiece.
  • the optical system 25 is arranged here in such a way as to generate shadow images of a longitudinal section, here the free end of the workpiece, for example a pipette tip opening.
  • the (circular) arcuate section on which the plurality of mirrors 25 b is arranged in a distributed manner is formed here essentially as a semicircle.
  • the mirrors 25b are each designed as plane mirrors.
  • the light emitted by the light source 24a is considered by a Plane mirror trained light deflection device 25a directed towards the plurality of mirrors 25b.
  • Each individual mirror 25b generates a shadow image of the workpiece 22 , each from a different direction.
  • a plurality of mirrors 25c are arranged behind the workpiece 22 in the direction of the beam path, each of which is also designed as a plane mirror.
  • Each of the mirrors 25b generating a shadow image is provided with a corresponding mirror 25c for projection, here reflection, of the respective shadow image in the direction of the detection means.
  • the mirrors 25c are each arranged here in the straight line connecting mirror 25b-workpiece-mirror 25c.
  • the light emitted by the mirrors 25c in the direction of the detection means 26 can be radiated laterally past the light deflection device 25a onto the detection means 26, if necessary also through the deflection device 25a, which for this purpose can then be used, for example, as a semi-transparent mirror which both reflects as well as having translucent properties.
  • the optical axis of the light source 24a is arranged here at an angle, more precisely perpendicular, to the longitudinal axis 22a of the workpiece, which forms a structurally compact embodiment that is particularly adapted to special structural situations. If necessary, however, the optical axis of the light source 24a can also be aligned in a different direction to the longitudinal axis 22a of the workpiece by means of suitable light deflection devices.
  • the optical axis of the detection means 26 is here parallel to the longitudinal axis 22a of the workpiece arranged, by means of light deflection devices arranged in the beam path, however, a different alignment of this optical axis can also be given here if necessary.
  • a separate light source 24a and a separate detection means 26 are assigned to each row of workpieces. This enables the workpiece area to be examined to be irradiated with high light intensity and enables particularly high precision when checking the workpiece. If necessary, however, the light emitted by the light source 24a can also be fed to a beam path splitter in this exemplary embodiment, as shown in FIG. 2 shown in principle, so that different workpieces or Workpieces from different rows can be checked.
  • Fig. 5 shows the structure of the inspection system 21 according to the embodiment according to FIG. 4 with a plurality of optical detection means 26 which are each associated with an optical system 25 for examining a workpiece (the light sources 24a are not shown).
  • the optical systems 25 for examining the workpieces of different rows of workpieces are offset from one another in the direction of movement of the holding device 23 (direction of arrow), which enables a structurally compact embodiment and an adaptation of the system to closely adjacent rows of workpieces.
  • This refinement can also be implemented in all other exemplary embodiments or generally within the scope of the invention.
  • the holding device 23 can, for example, according to FIG. 1 be trained.
  • the majority or Entirety of mirrors 25b arranged in an arc at the respective workpiece inspection position are each in a block or common housing 25bg arranged.
  • the housings 25bg and 25 cg are laterally separated from each other. which is spaced in order to leave a track free on which the respective row of workpieces can be carried out by the optical system by means of the holding device 23 .
  • Fig. 6 shows an illustration of the optical detection means 26 of the inspection system 21 according to FIG. 4 captured silhouettes .
  • the individual, here five, shadow images B each corresponding to the number of mirrors of the arrangements of the mirrors 21b and 21b arranged on the light source side and on the detection means side. 25 c, are spatially separated from one another, so that the respective shadow images are separated from one another and can be evaluated separately from one another.
  • the separate evaluation includes that the individual evaluations of the silhouettes can be set in relation to one another, for example to be able to check the concentricity of the workpiece.
  • the bright image areas of the various shadow images of one workpiece can also overlap one another, as long as the various workpiece shadows, in particular of the free end of the workpiece, are sufficiently resolved separately from one another.
  • the representation of one of the shadow images B corresponds in principle to a shadow image such as is generated by the other exemplary embodiments of the inspection system or generally within the scope of the invention, taking into account the different workpiece sections checked and, if applicable. other special features of the respective inspection system.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of an inspection system 31 according to the invention, the differences from the inspection systems described above being described below and, moreover, full reference being made to these exemplary embodiments. Identical components are provided with reference numbers increased by "10".
  • the light emitted by the light source 34a is in this case radiated onto a light deflection device 35a, with a further connection between the light source 34a and the light deflection device 35a being tere light deflection devices, possibly also a beam path splitter, can be arranged.
  • the light deflection device 35a is in the form of a plane mirror.
  • the light deflection device 35a is designed here as a semi-transparent mirror, which thus has both reflective and transparent properties.
  • the optical system of the inspection device has at least one semitransparent mirror, here the mirror 35a.
  • the light emitted by the light source 34a is thus guided via the semi-transparent light deflection device 35a in the direction of the workpiece 32 to be examined, specifically here, for example, by means of the additional light deflection device 35b in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece in the direction of the workpiece, as well as then, for example, by means of a beam path splitter 35s onto different workpieces 22 of different workpiece rows RI, R2.
  • the beam path splitter 35s with two optical surfaces 35s1, 35s2 designed as plane mirrors can, like the optical element 15v according to FIG. 3 be constructed.
  • the angle between the two surfaces of the beam path splitter or optical element 15v generally depends on the particular arrangement of the beam path, so that this angle—generally within the scope of the invention—can be adapted to the particular situation.
  • the optical axis of the light source 34a is in this case arranged in the longitudinal direction of the rows of workpieces R, but with a suitable arrangement of light deflection devices, this can also be aligned differently, if necessary.
  • a modified version of the inspection system can also be implemented without a beam path splitter, for example, it being possible for a separate light source 34a to be assigned to each row of workpieces.
  • the plane mirrors of the optical system are not designed as partially transparent plane mirrors and preferably each reflect the light beam incident on them as completely as possible or completely in the direction of emergence of the respective mirror, which can apply to all mirrors of the optical system, except for the partially transparent plane mirror provided or provided in a preferred embodiment.
  • Fig. 7a shows the beam path between light source 34a and detection means 36 only incompletely; this is shown in FIG. 7b complete schematic.
  • the light radiated by the optical surfaces 35s 1 , 35 s2 onto the respective workpiece 32 which represents the respective shadow image of the workpiece of the row RI or R2 generated is reflected by the plane mirrors 35c1, 35c2 onto the light deflection device 35b, and from this in the direction of or to the semi-transparent light deflection device 35a, and then to the detection means 36, which detects separate shadow images of the workpieces 32 of different rows.
  • the beam path of the detection means 36 is in this case arranged parallel to the longitudinal axis 32a of the workpiece, which, however, is not absolutely necessary with the interposition of further light deflection devices.
  • This arrangement of a semi-transparent light deflection means 25a can also be implemented in connection with all other exemplary embodiments or generally within the scope of the invention.
  • FIG. 8 shows sections of two different configurations of optical elements 45 of an inspection system 41 according to the invention. These two configurations can also be implemented generally within the scope of the invention or in relation to the exemplary embodiments, so that the beam path can be adapted to the respective requirements.
  • Fig. 8a shows a section of the beam path with a light deflection device 85v of an optical system 85, corresponding to the light deflection device 15v according to FIG. 2, which from two light sources 84a projects or redirects .
  • the arrows in Fig. 8 show the direction of movement of the workpieces 82 as the fixture moves through the optical system.
  • the light deflection device 85v has two optical surfaces 85vl, 85v2, here in the form of plane mirrors, which point in a Angle , here at an angle of approx . 35 to 55° to each other.
  • the light sources 84a are arranged behind the device 85v with respect to the connecting line "detection means 86 - light deflection device 85v".
  • the rays of the beam path enclose an obtuse angle. 2 referenced.
  • the light deflection device 95v is modified compared to the light deflection device 85v.
  • light from the two light sources 94a is directed with partial beams S1, S2 onto the respective workpiece 92, generating a shadow image of the same, and the shadow image is directed onto the detection means 96 via the light deflection device 95v.
  • the light deflection device 95v here has two optical surfaces 95v1, 95v2, which are at an obtuse angle, here approx. 115°, are employed.
  • the light sources 84a are arranged in front of the device 85v with respect to the connecting line "detection means 96 - light deflection device 95v".
  • the rays of the beam path enclose an acute angle. If necessary, in the exemplary embodiments of Figures 8a, 8b or In general, within the scope of the invention, the angle between the two optical surfaces can also be approximately 90°.
  • a corresponding geometry of the beam path can also be provided in the beam path between the respective light source and the workpiece.
  • the beam paths according to FIG. 8a, 8b can also be used for other light deflection directions, e.g. for beam path splitters, e.g. B. the beam path splitter 5 s according to FIG. 2 apply.
  • further light deflection devices can be provided corresponding to the arrangement of the light source and the detection means in relation to the rows of workpieces.

Abstract

The invention relates to an inspection system for checking elongate workpieces (2), more particularly injection-moulded parts such as pipette tips, which have a workpiece longitudinal axis, comprising: (i) a holding device (3) for holding a plurality of workpieces to be checked, which are arranged on the holder preferably in a plurality of rows (R1, R2) separated from one another by a distance d, (ii) an illumination device (4) comprising at least one light source (4a), (iii) an optical detection means (6), the workpiece being arranged in the beam path (S1, S2) of the light emitted from the light source between the light source and the optical detection means, and the optical detection means detecting the image of the workpiece generated by the illumination device, (iv) an optical system (5) for orienting the light emitted from the light source preferably laterally towards the workpiece to be checked arranged on the holder, and from the workpiece towards the optical detection means, (v) preferably an evaluation device (7), which is connected in a signal-transmitting manner to the optical detection means and permits an evaluation of the workpiece image. The optical system is designed to generate a preferably non-distorted shadow image of the workpiece from at least one direction transverse to the workpiece longitudinal axis and to project the shadow image preferably in non-distorted fashion onto the detection means.

Description

Inspek ti ons sy s tem Inspection sy s tem
Die Erfindung betrifft ein Inspektionssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Inspektionsverfahren unter Verwendung eines solchen Inspektionssystems . The invention relates to an inspection system according to the preamble of claim 1 and an inspection method using such an inspection system.
Gattungsgemäße Inspektionssysteme werden insbesondere eingesetzt , um bei langgestreckten Spritzgussteilen unmittelbar nach deren Herstellung eine Qualitätsprüfung vorzunehmen . Derartige Werkstücke werden beispielsweise im medizinischen Bereich eingesetzt , wie beispielsweise Pipettenspitzen, becherförmige Aufnahmebehälter für zu untersuchende medizinische Proben oder zu analysierende Substanzen oder dergleichen . Derartige Werkstücke sind mit sehr hoher Präzision herzustellen, da dies ansonsten die unter Verwendung derartiger Werkstücke durchgeführten Arbeitsverfahren wie beispielsweise Analyseverfahren beeinträchtigen würde . So können beispielsweise bei im Spritzgussverfahren hergestellten Werkstücken Fehler auftreten, wie beispielsweise unerwünschte Grate , Einsenkungen, Unregelmäßigkeiten der Werkstückgeometrie wie beispielsweise durch Verzug oder dergleichen, insbesondere aber auch nicht ausreichend ausgespritzte Bereiche , was zu einem Ausschuss derartiger Werkstücke führt . An das Inspektionssystem sind somit hohe Anforderungen in Bezug auf die Erkennung fehlerhafter Werkstücke gestellt . Generic inspection systems are used in particular to carry out a quality check on elongated injection molded parts immediately after they have been manufactured. Workpieces of this type are used, for example, in the medical field, such as pipette tips, cup-shaped receptacles for medical samples to be examined or substances to be analyzed or the like. Workpieces of this type must be produced with very high precision, since this would otherwise impair the working methods carried out using such workpieces, such as, for example, analysis methods. For example, defects can occur in workpieces produced by injection molding, such as unwanted burrs, depressions, irregularities in the geometry of the workpiece such as distortion or the like, but in particular areas that have not been sufficiently injected, which leads to workpieces of this type being rejected. High demands are therefore placed on the inspection system with regard to the detection of faulty workpieces.
Ferner sind gattungsgemäße Inspektionssysteme oftmals integrierter Bestandteil einer automatisierten Fertigungsstraße , welche zumeist von der Herstellung der Werkstücke in einem Formgebungswerkzeug wie bspw . einer Spritzgussmaschine , über die Werkstückprüfung bis zur Verpackung der Werkstücke reicht . Hohe Produktionsgeschwindigkeiten bedingen j edoch auch entsprechend kurze Inspektionszeiten für das j eweilige Werkstück mittels des Inspektionssystems . Es besteht somit das Erfordernis , dass das Inspektionssystem in ein derartiges Fertigungssystem integrierbar ist . Ferner muss hierzu das Inspektionssystem kompakt aufgebaut sein, da an der Halterung die Werkstücke oftmals eng zusammenstehen und/oder wenig Bauraum zur Verfügung steht . Furthermore, inspection systems of the generic type are often an integrated part of an automated production line, which usually starts with the production of the workpieces in a shaping tool such as a an injection molding machine, from workpiece testing to packaging of the workpieces. However, high production speeds also require correspondingly short inspection times for the respective workpiece using the inspection system. There is thus a requirement that the inspection system in a such a manufacturing system can be integrated. Furthermore, for this purpose the inspection system must have a compact design, since the workpieces are often close together on the holder and/or little installation space is available.
Aus der DE 10 2017 120 376 Al ist eine Inspektionsvorrichtung bekannt , bei welcher die j eweiligen Werkstücke im Durchlauf durch die Inspektionsvorrichtung überprüft werden können . Diese Inspektionsvorrichtung weist eine Hohlspiegelanordnung auf , um ein Bild der sich in dieser spiegelnden Werkstückaußenseite des Werkstückes mittels einer Kamera aufzunehmen . Nachteil dieser Vorrichtung ist j edoch, dass das erzeugte Spiegelbild des Werkstückes stärkere optische Verzerrungen gegenüber dem tatsächlichen Werkstück aufweist , was zu einer Unzuverlässigkeit des Prüfverfahrens führt . Dimensionelle Prüfungen und Messungen sind mit der Hohlspiegelanordnung nur sehr eingeschränkt bis gar nicht möglich . Ferner hat sich herausgestellt , dass die Verwendung eines Spiegelbildes des zu untersuchenden Werkstückes für bestimmte Anwendungen nachteilig ist und bestimmte Werkstückfehler , wie beispielsweise kleinere Grate , Ungenauigkeiten der Öffnung der Pipettenspitze oder insbesondere Oberflächenfehler wie eine mangelhafte Ausspritzung von Werkstückbereichen nicht immer ausreichend erfasst werden . An inspection device is known from DE 10 2017 120 376 A1, in which the respective workpieces can be checked as they pass through the inspection device. This inspection device has a concave mirror arrangement in order to use a camera to record an image of the outside of the workpiece reflected in this mirror. However, the disadvantage of this device is that the generated mirror image of the workpiece has greater optical distortions compared to the actual workpiece, which leads to unreliability of the testing method. Dimensional tests and measurements are only possible to a very limited extent or not at all with the concave mirror arrangement. Furthermore, it has been found that the use of a mirror image of the workpiece to be examined is disadvantageous for certain applications and that certain workpiece defects, such as small burrs, inaccuracies in the opening of the pipette tip or, in particular, surface defects such as poor spraying of workpiece areas are not always adequately detected.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde , ein gattungsgemäßes Inspektionssystem bereitzustellen, welches die beschriebenen Nachteile teilweise oder vollständig behebt , eine besonders zuverlässige Erkennung von Fehlern des Werkstückes ermöglicht und welches kostengünstig ist . Ferner besteht die Aufgabe darin, ein entsprechendes Inspektionsverfahren zur Überprüfung von Werkstücken bereitzustellen . The invention is therefore based on the object of providing a generic inspection system which partially or completely eliminates the disadvantages described, enables a particularly reliable detection of defects in the workpiece and which is inexpensive. Furthermore, the task is to provide a corresponding inspection method for checking workpieces.
Diese Aufgabe wird durch ein Inspektionssystem gemäß den Ansprüchen 1 , 17 und 19 gelöst , sowie durch einen Inspektionsverfahren gemäß Anspruch 26 . Bevorzugte Ausbildungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen . This object is solved by an inspection system according to claims 1 , 17 and 19 , and by an inspection method according to claim 26 . Preferred developments of the subject matter of the invention result from the dependent claims.
Das erfindungsgemäße Inspektionssystem nach Anspruch 1 weist ein optisches System auf , welches unter Bestrahlung des Werkstückes mit der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung ein Schattenbild des Werkstückes , vorzugsweise ein unverzerrtes Schattenbild, aus mindestens einer Richtung quer zur Werkstücklängsachse erzeugt und welches das erzeugte Schattenbild auf das Erfassungsmittel proj iziert , vorzugsweise unverzerrt auf das Erfassungsmittel proj iziert , bzw . welches hierfür ausgebildet ist . The inspection system according to the invention according to claim 1 has a optical system which, when the workpiece is irradiated with the light source of the lighting device, generates a shadow image of the workpiece, preferably an undistorted shadow image, from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and which projects the generated shadow image onto the detection means, preferably projects it undistorted onto the detection means , or . which is trained for this.
Es hat sich im Zuge der Erfindung herausgestellt , dass durch die Erzeugung eines Schattenbildes des Werkstückes mittels des optischen Systems verschiedene Werkstückfehler wie insbesondere eine nicht ausreichende Ausspritzung von oberflächlichen Bauteilbereichen, insbesondere im Bereich eines Endabschnittes des j eweiligen Werkstückes wie bspw . einer Spitze oder einem Bodenbereich, besonders zuverlässig erfasst werden können . Das Schattenbild weist hierbei einen sehr hohen Kontrast auf , nämlich ein dunkleres oder dunkles bzw . schwarzes Schattenbildes zu dem diesen umgebenden, helleren Bereich der Werkstückumgebung, was eine besonders zuverlässige Prüfung ermöglicht . Eine nicht ausreichende oberflächliche Ausspritzung kann als fehlende Fläche des Randbereiches des Schattenbildes erkannt werden . Auch sind Grate , lokale Erhebungen, Filmansätze von überschüssigem Material oder andere Unregelmäßigkeiten besonders gut erkennbar . Derartige Werkstückfehler, insbesondere auch bei Spritzgussteilen, sind durch das Werkstückschattenbild aufgrund des hohen Hell/Dunkel-Kontrastes desselben zum angrenzenden Bildbereich besonders zuverlässig und mit hoher Abbildungsschärfe erfassbar . Dies gilt insbesondere auch für das freie Ende des j eweiligen Werkstückes , welches der Werkstückhalterung abgewandt ist , wie beispielsweise für den Bereich einer Pipettenspitzenöffnung . Ferner sind Toleranzabweichungen der Werkstückgeometrie durch das Schattenbild besonders zuverlässig erfassbar .It has been found in the course of the invention that by generating a shadow image of the workpiece using the optical system, various workpiece defects such as in particular insufficient spraying of superficial component areas, especially in the area of an end section of the respective workpiece such as a tip or a bottom area, can be detected particularly reliably. The shadow image here has a very high contrast, namely a darker or darker or black silhouette to the surrounding, lighter area of the workpiece environment, which enables a particularly reliable inspection. Inadequate superficial spraying can be recognized as a missing area of the edge area of the silhouette. Ridges, local elevations, film deposits of excess material or other irregularities are also particularly easy to recognize. Such workpiece defects, in particular also in the case of injection-molded parts, can be detected particularly reliably and with high image sharpness by means of the workpiece silhouette due to the high light/dark contrast of the same to the adjacent image area. This also applies in particular to the free end of the respective workpiece that faces away from the workpiece holder, such as for example in the area of a pipette tip opening. Furthermore, tolerance deviations of the workpiece geometry can be detected particularly reliably by the shadow image.
Dies gilt j eweils insbesondere für im Bereich des besagten freien Endes des Werkstückes , wie beispielsweise im Bereich einer Pipettenspitzenöffnung oder dem Bodenbereich eines Gefäßes . This applies in each case in particular to the area of said free end of the workpiece, such as in the area of a pipette tip opening or the bottom area of a vessel.
Es hat sich herausgestellt , dass aufgrund des hohen Kontrastes des Schattenbildes zum umgebenden Bildbereich besonders kurze Untersuchungs zeiten für das Werkstück bzw . Belichtungs zeiten möglich sind, welche auch im Bereich weniger Mikrosekunden liegen können . Das Inspektionssystem kann somit besonders vorteilhaft in einer automatisierten Produktionsstraße zur Herstellung des Werkstückes eingesetzt werden, wobei bei dem Durchlauf des Werkstückes durch das Inspektionssystem die Prozessgeschwindigkeit der Produktionsstraße nur sehr geringfügig oder nicht zu verringern ist , also die Produktionsstraße auch kontinuierlich mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann, ohne dass dies die Schärfe des erzeugten Schattenbildes oder dessen Auswertung beeinträchtigt . It has been found that due to the high contrast of the Shadow image to the surrounding image area particularly short examination times for the workpiece or Exposure times are possible, which can also be in the range of a few microseconds. The inspection system can thus be used particularly advantageously in an automated production line for manufacturing the workpiece, with the process speed of the production line only being able to be reduced very slightly or not at all as the workpiece passes through the inspection system, i.e. the production line can also be operated continuously at high speed , without affecting the sharpness of the generated shadow image or its evaluation.
Ferner kann aufgrund des genannten hohen Kontrastes des Schattenbildes ein relativ einfacher Auswertealgorithmus mit hoher Auswertegeschwindigkeit in der Auswerteeinheit eingesetzt werden, was zusätzlich für eine hohe Produktionsgeschwindigkeit der Produktionsstraße förderlich ist . Zudem hat sich herausgestellt , dass aufgrund des relativ einfachen Auswertealgorithmus und/oder der hohen Schärfe des Schattenbildes mittels der Auswerteeinheit besonders zuverlässig ermittelt werden kann, ob das j eweilige Werkstück ordnungsgemäß ist oder nicht-ordnungsgemäß ist und entnommen werden muss . Furthermore, due to the mentioned high contrast of the silhouette, a relatively simple evaluation algorithm with a high evaluation speed can be used in the evaluation unit, which is also beneficial for a high production speed of the production line. In addition, it has been found that due to the relatively simple evaluation algorithm and/or the sharpness of the shadow image, the evaluation unit can be used to determine particularly reliably whether the respective workpiece is correct or not correct and must be removed.
Die beschriebenen Vorteile ergeben sich insbesondere im Vergleich mit Inspektionssystemen, bei welchen das Bild des Werkstückes in Auflicht auf dieses erzeugt wird, beispielsweise durch Erzeugung eines Spiegelbildes desselben, wobei dann ein hoher Lichtanteil von diffus vom Werkstück abgestrahltem Licht resultiert . The advantages described arise in particular in comparison with inspection systems in which the image of the workpiece is generated in incident light onto it, for example by generating a mirror image of the same, with a high proportion of light then resulting from diffusely emitted light from the workpiece.
Das Werkstück kann j eweils insbesondere ein Spritzgussbauteil sein . Das Werkstück kann beispielsweise auch ein Behälter wie bspw . für analytische Zwecke und/oder zur Durchführung chemischer Reaktionen im Mikromaßstab sein, ohne hierauf beschränkt zu sein, sodass auch relativ kleine Werkstücke sehr zuverlässig überprüfbar sind . In each case, the workpiece can in particular be an injection-molded component. The workpiece can, for example, also be a container such as for analytical purposes and/or for carrying out chemical reactions on a micro scale, without being limited to this, so that relatively small workpieces can also be checked very reliably.
Vorzugsweise ist das optische System ausgebildet , ein möglichst verzerrungsarmes , bevorzugt ein zumindest im Wesentlichen unverzerrtes oder unverzerrtes Schattenbild des Werkstückes aus mindestens einer Richtung quer zur Werkstücklängsachse zu erzeugen und/oder das erzeugte Schattenbild möglichst verzerrungsarm oder bevorzugt zumindest im Wesentlichen unverzerrt oder unverzerrt auf das Erfassungsmittel zu proj izieren . Abbildungsfehler des Werkstückes , wie diese bei Einsatz von gekrümmten Hohlspiegeln gegeben sind, werden so verringert oder vermieden . Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Werkstückinspektion . Das optische System des erfindungsgemäßen Inspektionssystems weist somit vorzugsweise keine gekrümmten Hohlspiegel auf , besonders bevorzugt keine optischen Elemente mit gekrümmten optischen Flächen wie bspw . gekrümmte Reflexionsflächen, bis auf die Optik der Lichtquelle und/oder Obj ektiv des Erfassungsmittels . Prinzipiell kann j edoch auch unter Erzeugung verzerrter Schattenbilder ein gewisse , in der Regel grobe , Überprüfung der Werkstücke erfolgen . Preferably, the optical system is designed as possible to generate a low-distortion, preferably at least essentially undistorted or undistorted shadow image of the workpiece from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and/or to project the generated shadow image onto the detection means with as little distortion as possible or preferably at least essentially undistorted or undistorted. Imaging errors of the workpiece, as are the case when curved concave mirrors are used, are reduced or avoided in this way. This increases the reliability of workpiece inspection. The optical system of the inspection system according to the invention therefore preferably has no curved concave mirrors, particularly preferably no optical elements with curved optical surfaces such as, for example, curved reflection surfaces, except for the optics of the light source and/or lens of the detection means. In principle, however, a certain, generally rough, inspection of the workpieces can also be carried out with the generation of distorted shadow images.
Die Beleuchtungseinrichtung kann mehrere Lichtquellen umfassen, insbesondere wenn mehrere Werkstücke gleichzeitig oder mehrere Reihen von Werkstücken, unter Umständen auch gleichzeitig , mittels des Inspektionssystems zu überprüfen sind . Das zu untersuchende Werkstück wird j eweils vorzugsweise von genau einer Lichtquelle zur Erzeugung eins Schattenbildes desselben bestrahlt , wobei eine Lichtquelle gegebenenfalls auch mehrere Werkstücke , vorzugsweise gleichzeitig , bestrahlen kann, insbesondere unter Verwendung eines Strahlengangteilers . Gegebenenfalls können auch mehrere Lichtquellen ein Werkstück bestrahlen, bspw . aus unterschiedlichen Richtungen, gegebenenfalls auch zur gleichzeitigen oder zeitlich versetzten Erzeugung mehrerer Schattenbilder des gegebenen Werkstückes aus unterschiedlichen Richtungen . Die Werkstücke können mittels einer beweglichen Halteeinrichtung an der j eweiligen Lichtquelle oder mehreren Lichtquellen vorbeigeführt werden, um das j eweilige Werkstück mittels des Schattenbildes zu prüfen . The lighting device can include a number of light sources, in particular when a number of workpieces or a number of rows of workpieces are to be inspected simultaneously, under certain circumstances, by means of the inspection system. The workpiece to be examined is in each case preferably irradiated by precisely one light source to produce a shadow image thereof, with one light source optionally also being able to irradiate several workpieces, preferably simultaneously, in particular using a beam path splitter. If necessary, several light sources can irradiate a workpiece, for example from different directions, possibly also for the simultaneous or temporally offset generation of several shadow images of the given workpiece from different directions. The workpieces can be guided past the respective light source or several light sources by means of a movable holding device in order to check the respective workpiece using the shadow image.
Das optische Erfassungsmittel kann bevorzugt als Kamera ausgebildet sein aber auch auf andere geeignete Weise wie beispielsweise als optischer Sensor , insbesondere Flächensensor, oder dergleichen . Eine Kamera als Erfassungsmittel hat sich besonders bewährt , da diese zuverlässig das Schattenbild des Werkstückes erfasst und auf einfache Weise eine Bildverarbeitung des Schattenbildes ermöglicht . Eine Verarbeitung des Kamerabildes durch eine entsprechende Auswerteeinrichtung ist besonders einfach möglich . Das Erfassungsmittel ist vorzugsweise während der Erfassung der zwei oder mehr Schattenbilder von Werkstücken verschiedener Werkstückreihen stationär bzw . lageunverändert zum optischen System der Inspektionseinrichtung angeordnet und/oder zu der die j eweiligen Schattenbilder erzeugenden Lichtquellen angeordnet . The optical detection means can preferably be designed as a camera, but also in other suitable ways, such as, for example as an optical sensor, in particular a surface sensor, or the like. A camera as a detection means has proven particularly useful, since it reliably detects the shadow image of the workpiece and enables image processing of the shadow image in a simple manner. Processing of the camera image by a corresponding evaluation device is particularly easy. The detection means is preferably stationary during the detection of the two or more shadow images of workpieces from different rows of workpieces. arranged in an unchanged position relative to the optical system of the inspection device and/or arranged relative to the light sources generating the respective shadow images.
Vorzugsweise umfasst das Inspektionssystem eine Auswerteeinrichtung , welche signalübertragend mit dem optischen Erfassungsmittel verbunden ist und wobei mittels der Auswerteeinrichtung etwaige Materialfehler bestimmt und analysiert werden können . Die Auswerteeinrichtung kann insbesondere das mittels des Erfassungsmittels erfasste Schattenbild des Werkstückes ( allgemein : „Schattenbild" ) mit einem Referenzbild eines fehlerfreien Werkstückes vergleichen . Als fehlerfreies Werkstück kann in der Auswerteeinrichtung auch ein entsprechendes Referenzbauteil abgespeichert sein, um den Vergleich bzw . die Auswertung durchzuführen . Es versteht sich, dass der Vergleich des Schattenbildes auch mit einem Datensatz erfolgen kann, welcher einem fehlerfreien Werkstück entspricht . Die Auswertung kann allgemein durch ein Bildverarbeitungsverfahren, ein rechnerisches Verfahren oder auf andere geeignete Weise erfolgen . The inspection system preferably includes an evaluation device which is connected to the optical detection means in a signal-transmitting manner and any material defects can be determined and analyzed by means of the evaluation device. In particular, the evaluation device can compare the silhouette of the workpiece (generally: "silhouette") recorded by means of the detection means with a reference image of a defect-free workpiece. A corresponding reference component can also be stored in the evaluation device as a defect-free workpiece in order to carry out the comparison or the evaluation. It goes without saying that the shadow image can also be compared with a data record which corresponds to a defect-free workpiece 12. The evaluation can generally be carried out by an image processing method, a computational method or in another suitable manner.
Vorzugsweise ist das optische Erfassungsmittel und die signalübertragend mit dieser verbundene Auswerteeinrichtung , welche die erfassten Schattenbilder vorzugsweise mit einer Recheneinrichtung auswertet , derart konfiguriert , dass durch diese Mehrzahl von Schattenbildern der Rundlauf des Werkstückes erfassbar bzw . berechenbar ist und/oder ermittelt bzw . berechnet wird . Als Rundlauf des Werkstückes sei verstanden, dass in einem Winkel zueinander- stehenden Richtungen, welche j eweils senkrecht zu der Werkstücklängsachse angeordnet sind, ein oder mehrere Längsabschnitte , vorzugsweise umfassend das freie Ende des Werkstückes , j eweils in der Werkstücklängsachse angeordnet ist/sind . Die beiden genannten Richtungen können insbesondere einen Winkel von 90 ° zueinander einschließen . Bei einer Rotation des Werkstückes um dessen Längsachse ändert sich somit , bei einer Betrachtung des Werkstückes in dessen Längsrichtung vom freien Werkstückende her gesehen, die Lage des freien Werkstückes zu seiner Längsachse hin nicht . Das Bild eines runden Werkstückendes wie beispielsweise einer runden Pipettenspitzenöffnung erscheint somit bei Rotation des Werkstückes als Kreis mit demselben Durchmesser des freien Endes . Das erfindungsgemäße Inspektionssystem ist besonders angepasst , einen solchen Rundlauf bzw . Abweichungen von diesem zuverlässig erfassen zu können . Preferably, the optical detection means and the evaluation device connected to it in a signal-transmitting manner, which evaluates the detected shadow images preferably with a computing device, are configured in such a way that the concentricity of the workpiece can be detected or is calculable and / or determined or. is calculated . The concentricity of the workpiece is understood to mean that directions at an angle to one another, which are each arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, one or more longitudinal sections, preferably comprising the free end of the workpiece, each in the Workpiece longitudinal axis is arranged / are. The two directions mentioned can in particular enclose an angle of 90° to one another. When the workpiece rotates about its longitudinal axis, the position of the free workpiece relative to its longitudinal axis does not change when the workpiece is viewed in its longitudinal direction, viewed from the free end of the workpiece. The image of a round workpiece end, such as a round pipette tip opening, thus appears as a circle with the same diameter of the free end as the workpiece rotates. The inspection system according to the invention is particularly adapted to such a round trip or To be able to reliably detect deviations from this.
Zur Erzeugung eines zumindest im Wesentlichen unverzerrten oder unverzerrten Schattenbildes des Werkstückes weist das optische System vorzugsweise einen oder mehrere Planspiegel auf , welche sich als besonders vorteilhaft erwiesen haben, um die gewünschte zuverlässige Werkstückprüfung zu ermöglichen und ein möglichst verzerrungsarmes oder unverzerrtes Schattenbild zu erzeugen und/oder um dieses unverzerrt auf das Erfassungsmittel zu proj izieren . Allgemein im Rahmen der Erfindung sei als „unverzerrt" auch im speziellen zumindest im Wesentlichen verzerrungsfrei oder insbesondere verzerrungsfrei verstanden . Ein derartiger Planspiegel ist bevorzugt in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung und dem Werkstück angeordnet , wobei vorzugsweise mehrere oder sämtliche der optischen Elemente des optischen Systems zwischen Lichtquelle und Werkstück aus Planspiegeln bestehen . Durch Einsatz des oder der Planspiegel ist insgesamt eine besonders verzerrungsarme bzw . verzerrungsfreie Bilderzeugung des Werkstückes ermöglicht , insbesondere auch in Form eines Schattenbildes des Werkstückes , da optische Abbildungsfehler verringert oder vermieden werden . Ferner sind Planspiegel besonders kostengünstig herstellbare optische Elemente , bspw . im Gegensatz zu einem komplizierten Linsensystem, und benötigen nur geringen Bauraum, was bei eng zusammenstehenden zu untersuchenden Werkstücken von besonderem Vorteil ist . Vorzugsweise weist das optische System im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück zumindest zwei oder mehr im Strahlengang hintereinander angeordnete Planspiegel auf . Vorzugsweise sind hierzu sämtliche der optischen Elemente zwischen Lichtquelle und Werkstück als Planspiegel ausgebildet , also ausschließlich Planspiegel vorgesehen . Vorzugsweise sind, insbesondere in Kombination hiermit , mindestens eines oder mehrere oder sämtliche der optischen Elemente zwischen Werkstück und dem optischen Erfassungsmittel als Planspiegel ausgebildet , also ausschließlich Planspiegel vorgesehen . Vorzugsweise ist das in Richtung des Strahlenganges unmittelbar vor dem Werkstück und/oder unmittelbar hinter dem Werkstück angeordnete optische Element des optischen Systems ein Planspiegel . Hierdurch ist eine besonders verzerrungsarme oder praktisch verzerrungsfreie Erzeugung eines Schattenbildes Werkstückes und/oder eine besonders verzerrungsarme bzw . praktisch verzerrungsfreie Erfassung des erzeugten Schattenbildes durch das optische Erfassungsmittel gegeben, wodurch eine besonders zuverlässige Prüfung des Werkstückes ermöglicht ist . In order to generate an at least substantially undistorted or undistorted shadow image of the workpiece, the optical system preferably has one or more plane mirrors, which have proven to be particularly advantageous in order to enable the desired reliable workpiece inspection and to generate a shadow image with as little or no distortion as possible and/or in order to project this undistorted onto the detection means. In general, within the scope of the invention, "undistorted" is also understood to mean in particular at least essentially distortion-free or in particular distortion-free. Such a plane mirror is preferably arranged in the beam path between the light source of the illumination device and the workpiece, with preferably several or all of the optical elements of the optical The system between the light source and the workpiece consists of plane mirrors. By using the plane mirror or mirrors, it is possible overall to produce a particularly low-distortion or distortion-free image of the workpiece, in particular also in the form of a shadow image of the workpiece, since optical imaging errors are reduced or avoided. In addition, plane mirrors are particularly inexpensive optical elements that can be produced, for example in contrast to a complicated lens system, and require only little installation space, which is of particular advantage in the case of workpieces to be examined that are close together. The optical system preferably has at least two or more plane mirrors arranged one behind the other in the beam path in the beam path between the light source and the workpiece. For this purpose, all of the optical elements between the light source and the workpiece are preferably designed as plane mirrors, ie only plane mirrors are provided. Preferably, in particular in combination with this, at least one or more or all of the optical elements between the workpiece and the optical detection means are designed as plane mirrors, ie only plane mirrors are provided. The optical element of the optical system, which is arranged directly in front of the workpiece and/or directly behind the workpiece in the direction of the beam path, is preferably a plane mirror. As a result, a particularly low-distortion or practically distortion-free generation of a shadow image workpiece and / or a particularly low-distortion or. practically distortion-free detection of the generated shadow by the optical detection means, which allows a particularly reliable inspection of the workpiece is possible.
Vorzugsweise ist das optische System derart ausgebildet , dass die auf das Werkstück einfallenden Strahlen, welche das Schattenbild des Werkstückes erzeugen, ein Lichtbündel von zueinander zumindest im Wesentlichen parallel oder parallel ausgerichteten Strahlen sind . Vorzugsweise sind, insbesondere in Kombination mit obigem Merkmal , die auf das optische Erfassungsmittel einfallenden Strahlen des Schattenbildes zueinander zumindest im Wesentlichen parallel oder parallel ausgerichtet . Hierdurch ist eine besonders verzerrungsarme oder verzerrungsfreie Erzeugung eines Schattenbildes Werkstückes möglich . Die auf das Werkstück fallenden Strahlen des Lichtbündels können in Bezug auf die Einfallsrichtung des Lichtbündels auf das Werkstück um ± 20 ° , vorzugsweise ± 10 ° oder ± 5 ° oder ± 2 ° divergieren bzw . konvergieren, besonders bevorzugt sind diese parallel zueinander . Der Querschnitt des Lichtbündels erfasst hierbei vorzugsweise den zu untersuchenden Werkstückabschnitt in seiner gesamten Breite bzw . seinem gesamten Querschnitt . Besonders vorteilhaft ist der Strahlengang zwischen dem dem Werkstück unmittelbar vorgelagerten beleuchtungsseitigem optischen Element und/oder dem dem Werkstück unmittelbar nachgelagerten Erfassungsmittelseitigem optischen Element zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Werkstücklängsachse ausgerichtet . Hierdurch können Materialfehler und Abweichungen von der Sollgeometrie im Bereich des freien Endes des Werkstückes besonders zuverlässig erfasst werden . Der Strahlengang zwischen dem beleuchtungsmittelseitigem optischem Element und dem Werkstück und/oder Strahlengang zwischen dem erfassungsmittelseitigem optischen Element und dem Werkstück, wobei das optische Element in Bezug auf den j eweiligen Strahlengang j eweils unmittelbar am Werkstück angeordnet ist , kann einen Winkel von 20 ° oder 15 ° , vorzugsweise 10 ° oder 5 ° , besonders bevorzugt ca . 0 ° zu der Senkrechten der Werkstücklängsachse einschließen . Das unmittelbar beleuchtungsmittelseitig und/oder erfassungsmittelseitig angeordnete optische Element , welches also im Strahlengang am nahesten zum Werkstück angeordnet ist , ist vorzugsweise ein Planspiegel . The optical system is preferably designed in such a way that the rays incident on the workpiece, which generate the shadow image of the workpiece, are a light bundle of rays that are at least essentially parallel or aligned parallel to one another. Preferably, in particular in combination with the above feature, the rays of the silhouette incident on the optical detection means are aligned at least essentially parallel or parallel to one another. This enables a shadow image of the workpiece to be generated with particularly little or no distortion. The rays of the light beam incident on the workpiece can be reversed with respect to the direction of incidence of the light beam on the workpiece ± 20°, preferably ± 10° or ± 5° or ± 2 ° diverge resp . converge, particularly preferably these are parallel to each other. The cross section of the light beam here preferably covers the workpiece section to be examined in its entire width or length. its entire cross-section. Particularly advantageously, the beam path between the illumination-side optical element immediately in front of the workpiece and/or the detection means-side optical element immediately downstream of the workpiece is aligned at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece. As a result, material defects and deviations from the desired geometry in the area of the free end of the workpiece can be detected particularly reliably. The beam path between the optical element on the illuminating means side and the workpiece and/or the beam path between the optical element on the detecting means side and the workpiece, with the optical element being arranged directly on the workpiece in relation to the respective beam path, can have an angle of 20° or 15°, preferably 10° or 5°, particularly preferably approx. Include 0° to the perpendicular of the longitudinal axis of the workpiece. The optical element arranged directly on the illuminating means side and/or on the detecting means side, which is therefore arranged closest to the workpiece in the beam path, is preferably a plane mirror.
Vorzugsweise ist der Strahlengang des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten und von dem optischen Erfassungsmittel erfassten Lichtes obj ektseitig und/oder bildseitig, besonders bevorzugt beidseitig, telezentrisch ausgebildet . Insbesondere kann das optische Erfassungsmittel ein telezentrisches Obj ektiv aufweisen . Hierdurch ist eine zumindest im Wesentlichen unverzerrte oder unverzerrte Erzeugung eines Schattenbildes des Werkstückes und dessen zumindest im Wesentlichen unverzerrte oder unverzerrte Erfassung durch die Erfassungsmittel und damit eine besonders zuverlässige Überprüfung der Fehlerfreiheit des zu untersuchenden Werkstückes ermöglicht . Allgemein bevorzugt sind die auf das Werkstück auf treff enden Lichtstrahlen Parallelstrahlen . Besonders bevorzugt sind allgemein die auf das optische Erfassungsmittel auf treff enden Lichtstrahlen Parallelstrahlen . The beam path of the light emitted by the illumination device and detected by the optical detection means is preferably telecentric on the object side and/or on the image side, particularly preferably on both sides. In particular, the optical detection means can have a telecentric lens. This enables at least essentially undistorted generation of a shadow image of the workpiece and its at least essentially undistorted or undistorted detection by the detecting means, and thus particularly reliable checking of the workpiece to be examined's freedom from defects. The light beams impinging on the workpiece are generally preferably parallel beams. In general, the light beams impinging on the optical detection means are particularly preferably parallel beams.
Vorzugsweise weist der Strahlengang zumindest einen Strahlengangteiler auf , welcher das von der Lichtquelle der Beleuchtungsein- richtung emittierte Licht auf zumindest zwei getrennte Teilstrahlen aufteilt und die zumindest beiden Teilstrahlen auf das Werkstück, d . h . ein und dasselbe Werkstück, zur Erzeugung zumindest zweier Schattenbilder desselben richtet . Hierdurch kann aus mehreren verschiedenen Richtungen ein Schattenbild des Werkstückes erzeugt werden, wodurch eine besonders zuverlässige Erfassung von etwaigen Werkstückfehlern möglich ist , welche bei Betrachtung des Werkstückes aus unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich stark mittels der optischen Erfassungsmittel erkennbar sein können . Der Strahlengangteiler weist vorzugsweise als Planspiegel ausgebildete optisch wirksame Flächen auf , welche die Strahlungsteilung bewirken . Vorzugsweise sind sämtliche der optisch wirksamen Flächen des Strahlengangteilers als Planspiegel ausgebildet . Beispielsweise kann der Strahlengangteiler in Form von zwei in einem Winkel zueinander angeordneten Planspiegeln bestehen, wobei der Scheitelpunkt des Winkels vorzugsweise in den Strahlengang gestellt ist . Im Scheitelpunkt des Winkels können die beiden optischen Elemente , insbesondere Planspiegel , des Strahlengangteilers in einer Kante zusammenlaufen . Der zwischen den beiden optischen Elementen des Strahlengangteilers eingeschlossene Winkel kann < 180 ° oder < 170 ° betragen, insbesondere 145 ° bis 30 ° , besonders bevorzugt 120 ° bis 60 ° , insbesondere ca . 90 ° , betragen, aber auch bspw . 160 ° bis 90 ° , wobei der eingeschlossene Winkel auf der dem Strahlengang abgewandten Seite des Scheitelpunktes angeordnet ist . Zudem ist hierdurch eine besonders kostengünstige Bauform des Inspektionssystems gegeben, da beispielsweise j eweils unabhängige Beleuchtungseinrichtungen zur Erzeugung eines j eweiligen Schattenbildes des Werkstückes aus einer bestimmten Richtung vermieden werden . Alternativ kann ein Strahlengangteiler bspw . auch dadurch auf gebaut werden, dass das von der Beleuchtungseinrichtung emittierte Licht auf ein erstes optisches Element , vorzugsweise Planspiegel , emittiert wird hier eine beleuchtete Fläche Fl einnimmt , welche vorzugsweise mit zumindest im Wesentlichen gleichmäßiger Leuchtdichte über die Fläche gestrahlt wird, und wobei in dieser Fläche das Licht auf zumindest zwei oder mehr optische Elemente mit einer j eweiligen Fläche F2 abgestrahlt wird, welche bevorzugt j eweils als Planspiegel ausgebildet sind . Die Ausdehnung der Lichtquelle , bspw . auch als Punktquelle , kann hierbei zumindest die Fläche Fl betragen . Die Fläche Fl ist hierbei vorzugsweise größer als die Fläche F2 , vorzugsweise ist die Fläche Fl zumindest so groß wie die Summe der Flächen F2 , wobei das von den Flächen F2 abgestrahlte Licht vorzugsweise unmittelbar auf das Werkstück zur Erzeugung von Schattenbildern desselben abgestrahlt wird . Die Anzahl erzeugter Schattenbilder kann der Anzahl der vorgesehenen Flächen F2 entsprechen . Die Flächen Fl und F2 sind j eweils vorzugsweise ebene Flächen, vorzugsweise j eweils durch einen Planspiegel ausgebildet . The beam path preferably has at least one beam path splitter, which separates the beam from the light source of the lighting unit Direction emitted light splits into at least two separate partial beams and the at least two partial beams on the workpiece, d. H . one and the same workpiece, aimed at generating at least two shadow images of the same. In this way, a shadow image of the workpiece can be generated from several different directions, whereby a particularly reliable detection of any workpiece defects is possible, which can be detected to different degrees by the optical detection means when viewing the workpiece from different directions. The beam path splitter preferably has optically active surfaces which are designed as plane mirrors and cause the beam to be split. All of the optically effective surfaces of the beam path splitter are preferably designed as plane mirrors. For example, the beam path splitter can be in the form of two plane mirrors arranged at an angle to one another, with the apex of the angle preferably being positioned in the beam path. At the vertex of the angle, the two optical elements, in particular plane mirrors, of the beam path splitter can converge in an edge. The angle enclosed between the two optical elements of the beam path splitter can be <180° or <170°, in particular 145° to 30°, particularly preferably 120° to 60°, in particular approx. 90 °, amount, but also, for example. 160° to 90°, the included angle being arranged on the side of the vertex facing away from the beam path. In addition, this results in a particularly cost-effective design of the inspection system, since, for example, independent lighting devices for generating a respective shadow image of the workpiece from a specific direction are avoided in each case. Alternatively, a beam path splitter, for example. can also be built up in that the light emitted by the lighting device is emitted onto a first optical element, preferably a plane mirror, here occupies an illuminated area Fl, which is preferably radiated with at least essentially uniform luminance over the area, and in this area the light is emitted onto at least two or more optical elements with a respective surface F2, which are preferably each designed as plane mirrors. The extent of the light source, for example also as Point source can be at least the area Fl. The surface F1 is preferably larger than the surface F2, preferably the surface F1 is at least as large as the sum of the surfaces F2, the light radiated from the surfaces F2 preferably being radiated directly onto the workpiece to produce shadow images of the same. The number of shadow images generated can correspond to the number of areas F2 provided. The surfaces F1 and F2 are each preferably flat surfaces, preferably each formed by a plane mirror.
Vorzugsweise weist der Strahlengang zumindest einen Strahlengangteiler auf , welcher das von der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung emittierte Licht auf zumindest zwei getrennte Teilstrahlen aufteilt und die zumindest beiden Teilstrahlen auf verschiedene Werkstücke ausrichtet , zur Erzeugung zumindest zweier Schattenbilder der unterschiedlichen Werkstücke . Hierdurch wird der apparative Aufwand verringert und das System ist besonders geeignet , eng zusammenstehende , also allgemein eng an der Halterung zueinander angeordnete Werkstücke , zu untersuchen . In Bezug auf dessen Ausgestaltung sei auf die Ausführungen zu dem oben beschriebenen Strahlengangteiler verwiesen . The beam path preferably has at least one beam path splitter, which divides the light emitted by the light source of the illumination device into at least two separate partial beams and aligns the at least two partial beams with different workpieces to generate at least two shadow images of the different workpieces. This reduces the outlay on equipment and the system is particularly suitable for examining workpieces that are close together, ie, workpieces that are generally arranged close to one another on the holder. With regard to its configuration, reference is made to the explanations relating to the beam path splitter described above.
Bevorzugt sind die Teilstrahlengänge des Inspektionssystems gemäß Anspruch 8 ausgebildet , wie zu dem Strahlengang allgemein im Rahmen der Erfindung beschrieben . Die optischen Elemente der zumindest zwei oder sämtlichen der Teilstrahlengänge weisen somit vorzugsweise zumindest einen oder mehrere Planspiegel auf , vorzugsweise sind sämtliche der optischen Elemente des j eweiligen Teilstrahlenganges Planspiegel , was bevorzugt für sämtliche der Teilstrahlengänge , welche von einer Beleuchtungseinrichtung erzeugt werden, entsprechend ausgebildet . Hierdurch ist eine besonders verzerrungsarme bzw . zumindest im Wesentlichen verzerrungsfreie Erzeugung und Erfassung des oder der Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes möglich . The partial beam paths of the inspection system are preferably designed according to claim 8, as described in general for the beam path within the scope of the invention. The optical elements of the at least two or all of the partial beam paths thus preferably have at least one or more plane mirrors, preferably all of the optical elements of the respective partial beam path are plane mirrors, which is preferably designed accordingly for all of the partial beam paths that are generated by an illumination device. As a result, a particularly low-distortion or at least essentially distortion-free generation and detection of the shadow image(s) of the respective workpiece is possible.
Aus der Bestrahlung des Werkstückes mit unterschiedlichen Teil- strahlen aus verschiedenen Richtungen ist durch die derart erzeugten Schattenbilder insbesondere auch ein Rundlauf des untersuchten Werkstückbereichs , insbesondere des freien Endes desselben, bestimmbar , insbesondere mittels der entsprechend konfigurierten Auswerteeinrichtung berechenbar . Die auf das Werkstück ausgerichteten, zueinander einen Winkel einschließenden Teilstrahlen sind vorzugsweise in einer Ebene senkrecht zu der Werkstücklängsachse angeordnet . From the irradiation of the workpiece with different partial Radiating from different directions, the shadow images generated in this way can also be used in particular to determine a rotation of the examined workpiece area, in particular the free end thereof, and in particular to calculate it using the appropriately configured evaluation device. The partial beams, which are aligned with the workpiece and form an angle with one another, are preferably arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece.
Bevorzugt ist in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück in dem zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zur Werkstücklängsachse auf das Werkstück gestrahlten Lichtes , also vorzugsweise in einer senkrecht zur Werkstücklängsachse stehen Ebene , eine Lichtumlenkeinrichtung des optischen Systems vorgesehen ist . Hierbei ist ( i ) in Bezug auf die Bestrahlungsrichtung des Lichtes in der zu der Werkstücklängsachse zumindest im Wesentlichen senkrecht stehenden Ebene in Richtung auf das Werkstück und/oder ( ii ) in Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung durch das optische System vorgesehen, dass zumindest ein erster Teil der Lichtumlenkeinrichtung vor dem Werkstück und ein zweiter Teil der Lichtumlenkeinrichtung hinter dem Werkstück angeordnet ist , in Bezug auf die genannte Bestrahlungsrichtung bzw . Bewegungseinrichtung der Halteeinrichtung , wobei die beiden Teile der Lichtumlenkeinrichtung j eweils ein Schattenbild des Werkstückes erzeugen . Die besagte Bestrahlungsrichtung des Werkstückes ist vorzugsweise die Richtung, mit welcher das Licht , welches unmittelbar in die senkrecht zur Werkstücklängsachse stehenden Ebene eingekoppelt bzw . umgelenkt wird, in Richtung zum Werkstück hin strahlt . Vorzugsweise ist somit in Richtung des Strahlenganges von der Beleuchtungseinrichtung zu den Erfassungsmitteln in dem dem Werkstück vorgelagerten Strahlengang, welcher in einer zur Werkstücklängsachse senkrechten Ebene angeordnet ist , eine Lichtumlenkeinrichtung des optischen Systems vorgesehen, bei welcher in Strahlungsrichtung des Lichtes auf das Werkstück bzw . in Bewegungseinrichtung der Halteeinrichtung zumindest ein erster Teil der Lichtumlenkeinrichtung vor dem Werkstück und ein zweiter Teil der Lichtumlenkeinrichtung hinter dem Werkstück angeordnet ist . Die beschrieben ersten und zweiten Teile der Lichtumlenkeinrichtung können j eweils in Bezug auf den Strahlengang unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet sein . Die durch die in Bezug auf die Einstrahlrichtung auf das Werkstück vor und hinter dem Werkstück angeordneten Teile der Lichtumlenkeinrichtung , werden somit in unterschiedlichen Richtungen Lichtstrahlen zur Erzeugung von Schattenbildern auf das Werkstück gerichtet , wobei diese Lichtstrahlen einen Winkel zueinander einschließen . Dieser Winkel kann beispielsweise 145 ° bis 35 ° , vorzugsweise 60 ° bis 120 ° , besonders bevorzugt ca . 90 ° betragen, ohne hierauf beschränkt zu sein . Hierdurch werden Schattenbilder in unterschiedlichen Ansichten auf das Werkstück erzeugt und eine Überprüfung des Werkstückes über einen größeren Umfang desselben ermöglicht , wobei bevorzugt das den genannten vor und hinter dem Werkstück angeordneten Lichtumlenkeinrichtungen in der senkrecht zur Werkstücklängsachse stehenden Richtung in Richtung auf das Werkstück gestrahlt wird . Insbesondere kann aus den Schattenbildern der verschiedenen Ansichten auch der Rundlauf des Werkstückes ermittelt , beispielsweise mittels der Auswerteeinrichtung berechnet werden . Bei dieser Ausführung des optischen Systems des Inspektionssystems ist besonders bevorzugt zumindest ein Teil oder mehrere oder sämtliche Teile der Lichtumlenkeinrichtung, welcher in Bezug auf die Richtung des Strahlenganges vor und/oder hinter dem Werkstück angeordnet ist , als Planspiegel ausgebildet , was eine besonders verzerrungsarme oder zumindest im Wesentlichen verzerrungsfreie Abbildung des Werkstückes ermöglicht . Der als Planspiegel ausgebildete Teil der Lichtumlenkeinrichtung ist bevorzugt in Bezug auf den Strahlengang j eweils unmittelbar vor bzw . hinter dem Werkstück angeordnet . Bevorzugt sind zwei oder mehr Teile der Lichtumlenkeinrichtung, vorzugsweise in Ausbildung als Planspiegel , welche in Richtung des Strahlenganges vor dem Werkstück angeordnet sind und zwei oder mehr Teile der Lichtumlenkeinrichtung, bevorzugt in Ausbildung als Planspiegel , welche in Richtung des Strahlenganges hinter dem Werkstück angeordnet sind, in einer Ebene angeordnet . Diese Ebene ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zu der Werkstücklängsachse angeordnet , diese Ebene kann beispielsweise in einem Winkel von 25 ° oder 15 ° , besonders bevorzugt 5 ° zu der Werkstücklängsachse angestellt sein, vorzugsweise ist diese Ebene senkrecht zur Werkstücklängsachse angeordnet . Hierdurch ist eine besonders günstige Anordnung der optischen Elemente des optischen Systems gegeben, um einerseits ein verzerrungsfreies Schattenbild des Werkstückes zu erzeugen, andererseits ist hiermit eine baulich besonders kompakte Anordnung gegeben, um in einem Inspektionssystem zur Überprüfung einer Vielzahl von Werkstücken an einer Halteeinrichtung angepasst zu sein . Die besagte Ebene der optischen Elemente kann insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel oder parallel zu der Hauptebene einer Halteplatte der Halteeinrichtung angeordnet sein, wobei die Werkstücke an dieser Halteplatte während der Inspektion gehaltert sind . A light deflection device of the optical system is preferably provided in the beam path between the light source and the workpiece in which the light radiated onto the workpiece at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece, ie preferably in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. Here, (i) in relation to the irradiation direction of the light in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece in the direction of the workpiece and/or (ii) in the direction of movement of the holding device through the optical system, it is provided that at least a first part of the Light deflection device is arranged in front of the workpiece and a second part of the light deflection device is arranged behind the workpiece, with respect to said irradiation direction or Movement device of the holding device, with the two parts of the light deflection device each producing a shadow image of the workpiece. Said irradiation direction of the workpiece is preferably the direction in which the light, which is coupled directly into the plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, or is deflected, radiates towards the workpiece. A light deflection device of the optical system is therefore preferably provided in the direction of the beam path from the illumination device to the detection means in the beam path upstream of the workpiece, which is arranged in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in which in the direction of radiation the light is directed onto the workpiece or in the movement device of the holding device, at least a first part of the light deflection device is arranged in front of the workpiece and a second part of the light deflection device is arranged behind the workpiece. The described first and second parts of the light deflection device can each be arranged directly in front of the workpiece in relation to the beam path. The parts of the light deflection device arranged in front of and behind the workpiece in relation to the irradiation direction onto the workpiece are thus directed in different directions to produce shadow images onto the workpiece, these light beams forming an angle to one another. This angle can be, for example, 145° to 35°, preferably 60° to 120°, particularly preferably approx. 90 °, without being limited to this. This creates shadow images in different views of the workpiece and enables the workpiece to be checked over a larger circumference, with the light deflection devices arranged in front of and behind the workpiece preferably being radiated in the direction perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece in the direction of the workpiece. In particular, the concentricity of the workpiece can also be determined from the shadow images of the different views, for example calculated by means of the evaluation device. In this embodiment of the optical system of the inspection system, at least one part or several or all parts of the light deflection device, which is arranged in front of and/or behind the workpiece in relation to the direction of the beam path, is particularly preferably designed as a plane mirror, which means a particularly low-distortion or at least enables essentially distortion-free imaging of the workpiece. The part of the light deflection device designed as a plane mirror is preferably directly in front of or behind the beam path. arranged behind the workpiece. Preference is given to two or more parts of the light deflection device, preferably in the form of plane mirrors, which are arranged in front of the workpiece in the direction of the beam path, and two or more parts of the light deflection device, preferably in the form of plane mirrors, which are arranged behind the workpiece in the direction of the beam path. arranged in one plane. This plane is preferably arranged at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece; this plane can, for example, be at an angle of 25 ° or 15°, particularly preferred 5° to the longitudinal axis of the workpiece; this plane is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. This results in a particularly favorable arrangement of the optical elements of the optical system, in order on the one hand to generate a distortion-free silhouette of the workpiece, and on the other hand there is a structurally particularly compact arrangement in order to be adapted in an inspection system for checking a large number of workpieces on a holding device . Said plane of the optical elements can in particular be arranged at least essentially parallel or parallel to the main plane of a holding plate of the holding device, with the workpieces being held on this holding plate during the inspection.
Die Beleuchtungseinrichtung und/oder die optischen Erfassungsmittel sind vorzugsweise außerhalb der Ebene von optischen Elementen angeordnet , welche das Beleuchtungslicht zur Erzeugung eines Schattenbildes unmittelbar auf das Werkstück ausrichten bzw . unmittelbar in Strahlengangrichtung hinter dem Werkstück angeordnet sind und das Schattenbild in Richtung auf das optische Erfassungsmittel umlenken bzw . proj izieren . Zwischen der Beleuchtungseinrichtung und/oder dem Erfassungsmittel sind vorzugsweise Lichtumlenkeinrichtungen angeordnet , welche j eweils , unabhängig voneinander oder in Kombination miteinander , als Planspiegel ausgebildet sind, wodurch eine verzerrungsfreie Optik zur Untersuchung des Werkstückes gegeben ist . The lighting device and/or the optical detection means are preferably arranged outside the plane of optical elements, which align or focus the illuminating light directly onto the workpiece to generate a shadow image. are arranged directly behind the workpiece in the direction of the beam path and deflect or deflect the silhouette in the direction of the optical detection means. project . Light deflection devices are preferably arranged between the lighting device and/or the detection means, each of which is designed as a plane mirror, independently of one another or in combination with one another, which provides distortion-free optics for examining the workpiece.
Allgemein von eigenständiger Bedeutung, vorzugsweise allgemein im Rahmen der Erfindung, ist bevorzugt zumindest ein Teil der in Richtung des Strahlenganges vor dem Werkstück angeordneten optischen Elemente als Strahlengangteiler ausgebildet , welcher den Lichtstrahl der Beleuchtungseinrichtung in zumindest zwei Teilstrahlen teilt , wobei vermittels des Strahlengangteilers ein erster Teilstrahl in Richtung auf ein erstes Werkstück und ein zweiter Teilstrahl in Richtung auf ein zweites Werkstück umgelenkt bzw . ausgerichtet wird . Der besagte Strahlengangteiler ist hierbei bevorzugt ein optisches Element , welches das Beleuchtungslicht unmittelbar zur Erzeugung eines Schattenbildes des Werkstückes auf das Werkstück richtet . Der erste und/oder der zweite Teilstrahl kann/können hierbei unmittelbar auf das j eweilige Werkstück ausgerichtet sein, um ein Schattenbild desselben zu erzeugen . Die beiden Teilstrahlen liegen vorzugsweise in einer Ebene , welcher der oben beschriebenen Ebene der optischen Elemente entspricht , welche zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Werkstücklängsachse angeordnet ist . Der Strahlengangteiler ist hierbei vorzugsweise das optische Element , welches in Richtung des Strahlenganges vor dem j eweiligen Werkstück angeordnet ist . Der Strahlengangteiler ist besonders bevorzugt ein Teil der oben beschriebenen Lichtumlenkeinrichtung, insbesondere ein in Bestrahlungsrichtung und/oder in Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung der Werkstücke durch das optische System vor dem Werkstück angeordneter Teil derselben, wobei bevorzugt der Strahlengangteiler in besagter Strahlengangrichtung und/oder Bewegungsrichtung unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet . Mit den apparativen Vorteilen des Strahlengangteilers ist das optische System hierdurch zudem baulich besonders einfach aufgebaut , mit geringerem Aufwand zur Justierung der optischen Elemente und geringeren möglichen optischen Abbildungsfehlern, aufgrund der mehrfachen Funktionen des Strahlengangteilers . Generally of independent importance, preferably generally within the scope of the invention, at least part of the optical elements arranged in the direction of the beam path in front of the workpiece is preferably designed as a beam path splitter, which divides the light beam of the lighting device into at least two partial beams, with a first partial beam being divided by means of the beam path splitter deflected in the direction of a first workpiece and a second partial beam in the direction of a second workpiece or. is aligned . The said beam path splitter is here preferably an optical element which directs the illuminating light directly onto the workpiece in order to produce a shadow image of the workpiece. The first and/or the second partial beam can be aligned directly with the respective workpiece in order to produce a shadow image of the same. The two partial beams preferably lie in a plane which corresponds to the plane of the optical elements described above, which is arranged at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece. In this case, the beam path splitter is preferably the optical element which is arranged in front of the respective workpiece in the direction of the beam path. The beam path splitter is particularly preferably a part of the light deflection device described above, in particular a part of the same that is arranged in front of the workpiece in the irradiation direction and/or in the direction of movement of the holding device of the workpieces through the optical system, with the beam path splitter preferably immediately in front of the said beam path direction and/or direction of movement Workpiece arranged. With the advantages of the beam path splitter in terms of equipment, the optical system is also structurally particularly simple as a result, with less effort for adjusting the optical elements and fewer possible optical imaging errors, due to the multiple functions of the beam path splitter.
Vorzugsweise sind die Werkstücke in mehreren seitlich voneinander beabstandeten Reihen an der Halteeinrichtung angeordnet . Die von dem Strahlengangteiler erzeugten zumindest zwei Teilstrahlen, welche in Erzeugung eines Schattenbildes auf das Werkstück gerichtet sind, können hierbei auf zumindest zwei Werkstücke derselben Reihe oder auf Werkstücke unterschiedlicher Reihen der Reihenanordnung der Werkstücke ausgerichtet werden . Besonders bevorzugt erzeugt der Strahlenteiler genau zwei Teilstrahlen, welche auf genau zwei unterschiedliche Werkstücke ausgerichtet sind . The workpieces are preferably arranged on the holding device in a plurality of rows spaced laterally from one another. The at least two partial beams generated by the beam path splitter, which are directed onto the workpiece to create a shadow image, can be aligned on at least two workpieces in the same row or on workpieces in different rows of the row arrangement of the workpieces. The beam splitter particularly preferably generates exactly two partial beams, which are aligned with exactly two different workpieces.
Vorzugsweise ist der Strahlengangteiler durch zwei oder gegebenenfalls mehr Planspiegel ausgebildet , welche in einem Winkel zueinander angestellt sind, vorzugsweise in einem Winkel von h 20 und/oder 145 ° , vorzugsweise einem Winkel h 30 ° , vorzugsweiseThe beam path splitter is preferably formed by two or possibly more plane mirrors, which are set at an angle to one another, preferably at an angle of h 20 and or 145°, preferably an angle h 30°, preferably
90 ° oder 60 ° , besonders bevorzugt ca . 45 ° oder ca . 120 ° . Die strahlungsteilenden optischen Flächen des Strahlengangteilers sind vorzugsweise j eweils als Planspiegel ausgebildet , wobei die optischen Flächen in einer Kante Zusammenstößen können, welche vorzugsweise der Beleuchtungseinrichtung zugewandt ist . Der Strahlengangteiler kann hierbei symmetrisch in dem Strahlengang angeordnet sein, sodass das das auf diesen einfallende Beleuchtungslicht in zwei Teilstrahlen gleicher Beleuchtungsstärke bzw . Lichtstärke geteilt wird . Die Einfallsrichtung des Beleuchtungslichtes auf den Strahlengangteiler ist vorzugsweise auf die Winkelhalbierende der in einem Winkel zueinander angestellten optischen Flächen des Strahlengangteilers ausgerichtet . Der Strahlengangteiler kann gegebenenfalls auch mehr als zwei Teilstrahlen erzeugen, vorzugsweise mit zueinander gleicher Beleuchtungsstärke bzw . Lichtstärke . 90° or 60°, particularly preferably approx. 45° or approx. 120°. The beam-dividing optical surfaces of the beam path splitter are preferably each designed as plane mirrors, with the optical surfaces being able to collide at an edge which preferably faces the illumination device. The beam path splitter can be arranged symmetrically in the beam path, so that the illuminating light incident on it is divided into two partial beams of the same illuminance or Luminous intensity is shared. The direction of incidence of the illumination light on the beam path splitter is preferably aligned with the bisecting line of the optical surfaces of the beam path splitter which are set at an angle to one another. If necessary, the beam path splitter can also generate more than two partial beams, preferably with the same illuminance or luminous intensity .
Vorzugsweise umfasst das optische System in dem dem Werkstück vorgelagerten Strahlengang eine Mehrzahl von Spiegel , welche um den Umfang des Werkstückes verteilt angeordnet sind und welche j eweils ein Schattenbild des Werkstückes erzeugen . Diese Spiegel sind j eweils vorzugsweise als Planspiegel ausgebildet , vorzugsweise sämtliche der ein Schattenbild des Werkstückes erzeugenden Spiegel . Die ein Schattenbild des Werkstückes erzeugenden Spiegel sind hierbei vorzugsweise in Strahlengangrichtung unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet , sodass das von den Spiegeln umgeleitete bzw . auf das Werkstück unmittelbar proj izierte Licht das j eweilige Schattenbild erzeugt . Die Spiegel sind hierbei vorzugsweise in Umfangsrichtung des Werkstückes , welche vorzugsweise senkrecht zur Werkstücklängsachse angeordnet ist , derart voneinander beabstan- det , dass j eder Spiegel ein Schattenbild erzeugt , welches von einem benachbarten Schattenbild in Umfangsrichtung des Werkstückes beabstandet ist . Die einzelnen von den Spiegeln erzeugten Schattenbilder sind somit j eweils in Werkstückumfangsrichtung voneinander getrennt . Die auf den benachbarten Schattenbildern abgebildeten Umfangsbereiche des Werkstückes können j edoch miteinander überlappen . Jedes dieser Schattenbilder wird dann von in Strahlen- gangrichtung hinter dem Werkstück angeordneten Lichtumlenkeinrichtungen auf das optische Erfassungsmittel umgelenkt bzw . proj iziert . Hierdurch empfängt das Erfassungsmittel eine Mehrzahl separater Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes , wobei j edes Schattenbild einem Umfangsabschnitt des Werkstückes entspricht . Hierdurch ist eine detaillierte Inspektion des Umfanges des Werkstückes mit hoher Präzision ermöglicht . Es versteht sich, dass die Spiegel in Werkstückumfangsrichtung derart angeordnet sein können, dass die von den Schattenbildern, bevorzugt von auf dem Erfassungsmittel benachbart proj izierten und erfassten Schattenbildern, einander überlappende Umfangsbereiche des Werkstückes abbilden . Hierdurch kann über mehrere Schattenbilder ein durchgehender Umfangsbereich des Werkstückes auf dem Erfassungsmittel abgebildet werden, was eine besonders genaue Inspektion des Werkstückes erlaubt . Die Mehrzahl von Spiegeln können entlang eines Bogens , bspw . eines Kreisabschnittes um das Werkstück angeordnet sein, wobei der Bogen oder Kreisabschnitt sich beispielsweise über h 60 ° oder h 90 ° , vorzugsweise h 120 ° oder h 145 ° oder bis ca . 180 ° oder ggf . mehr um das Werkstück erstreckt , um so einen großen Umfangsbereich des Werkstückes über mehrere Schattenbilder auf dem Erfassungsmittel abbilden zu können . Bis auf die Fahrspur des Werkstückes bei dessen Bewegung durch das optische System können die Spiegel in etwa in einem Halbkreis um das Werkstück angeordnet sein, aber auch auf andere Weise . Hierbei können 2 , 3 , 4 oder mehr, bspw . 5 , 6 oder mehr Spiegel , insbesondere Planspiegel , welche zur Erzeugung von Schattenbildern Licht auf das gegebene Werkstück lenken, vorgesehen sein . The optical system preferably comprises a plurality of mirrors in the beam path upstream of the workpiece, which are distributed around the circumference of the workpiece and which each produce a shadow image of the workpiece. These mirrors are each preferably designed as plane mirrors, preferably all of the mirrors that produce a shadow image of the workpiece. The mirrors that produce a shadow image of the workpiece are preferably arranged directly in front of the workpiece in the direction of the beam path, so that the light diverted or light projected directly onto the workpiece generates the respective shadow image. The mirrors are preferably spaced apart from one another in the circumferential direction of the workpiece, which is preferably arranged perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in such a way that each mirror generates a shadow image that is spaced from an adjacent shadow image in the circumferential direction of the workpiece. The individual shadow images generated by the mirrors are thus each separated from one another in the direction of the circumference of the workpiece. However, the peripheral areas of the workpiece shown on the adjacent shadow images can overlap with one another. Each of these silhouettes is then gang direction behind the workpiece arranged light deflection devices on the optical detection means deflected or. projected . As a result, the detection means receives a plurality of separate shadow images of the respective workpiece, each shadow image corresponding to a peripheral portion of the workpiece. This enables a detailed inspection of the circumference of the workpiece with high precision. It goes without saying that the mirrors can be arranged in the workpiece peripheral direction in such a way that the shadow images, preferably of shadow images projected and detected adjacent to one another on the detection means, depict overlapping peripheral regions of the workpiece. As a result, a continuous peripheral area of the workpiece can be imaged on the detection means via several shadow images, which allows a particularly precise inspection of the workpiece. The plurality of mirrors can be arranged along an arc, e.g. of a circle section can be arranged around the workpiece, the arc or circle section extending, for example, over h 60° or h 90°, preferably h 120° or h 145° or up to approx. 180 ° or if necessary . extends more around the workpiece in order to be able to image a large peripheral area of the workpiece over several shadow images on the detection means. Except for the track of the workpiece as it moves through the optical system, the mirrors can be arranged approximately in a semicircle around the workpiece, but also in other ways. Here, 2, 3, 4 or more, for example. 5, 6 or more mirrors, in particular plane mirrors, which direct light onto the given workpiece to generate shadow images, may be provided.
Vorzugsweise weist das optische System in dem Strahlengang zwischen Werkstück und optischem Erfassungsmittel , eine Mehrzahl von Spiegeln auf , vorzugsweise von Planspiegeln, welche um den Umfang des Werkstückes verteilt angeordnet sind, wobei zumindest einer oder mehrere dieser Spiegel , vorzugsweise genau einer , j eweils einem der Mehrzahl der ein Schattenbild erzeugenden Spiegel zugeordnet sind und das von dem j eweiligen in Strahlengangrichtung vor dem Werkstück angeordneten Spiegeln erzeugte Schattenbild dem Erfassungsmittel zuleiten . Hierdurch werden von dem Erfassungsmittel mehrere , vorzugsweise mehrere separate , Schattenbilder erfasst . Die ein Schattenbild erzeugenden Spiegel und die dem Werkstück im Strahlengang nachgelagerten Spiegel umgeben j eweils das Werkstück vorzugsweise teilumfänglich, sodass j eweils vorzugsweise zumindest zwei oder mehr in Umfangsrichtung des Werkstückes verteilt angeordnete Spiegel vorgesehen sind, j eweils bevorzugt in Ausbildung als Planspiegel . Preferably, the optical system has a plurality of mirrors in the beam path between the workpiece and the optical detection means, preferably plane mirrors, which are distributed around the circumference of the workpiece, with at least one or more of these mirrors, preferably exactly one, each one of the A plurality of mirrors generating a shadow image are assigned and the shadow image generated by the respective mirrors arranged in front of the workpiece in the direction of the beam path is fed to the detection means. As a result, from the detection means several, preferably several separate, shadow images are captured. The mirrors that produce a shadow image and the mirrors downstream of the workpiece in the beam path each surround the workpiece, preferably partially, so that in each case there are preferably at least two or more mirrors distributed in the circumferential direction of the workpiece, each preferably in the form of a plane mirror.
Vorzugsweise ist beleuchtungsseitig zu dem Werkstück, also zwischen Beleuchtungseinrichtung und Werkstück, ein ( erster ) Planspiegel vorgesehen, welcher von der dem Werkstück zur Schattenbilderzeugung zugeordneten Lichtquelle emittiertes Licht vorzugsweise unmittelbar auf mehrere um den Umfang eines Werkstückes verteilt angeordnete Spiegel , vorzugsweise Planspiegel , welche vorzugsweise in Strahlengangrichtung unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet sind und ein Schattenbild des Werkstückes erzeugen, ausrichtet bzw . umlenkt . Hierdurch ist eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung des optischen Systems des Inspektionssystems gegeben, welche zum einen aufgrund der Anordnung von Planspiegeln ein verzerrungsarmes bzw . im Wesentlichen verzerrungsfreies Abbild des Werkstückes erzeugt , und wobei zum anderen aufgrund der Mehrzahl von Spiegeln, welche unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet sind und j eweils ein desselben Schattenbild erzeugen, ein relativ großer Umfangsbereich des Werkstückes inspizierbar . Ferner kann aufgrund des beleuchtungsseitig angeordneten ( ersten) Planspiegels mittels vorzugsweise nur einer Lichtquelle , mehrere Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes erzeugt werden . Die Beleuchtungseinrichtung bestrahlt hierzu eine Fläche Fl des ersten Planspiegels , welche gleich oder größer ist als die Summe der Beleuchtungsflächen der mehreren unmittelbar um das Werkstück angeordneten Spiegel , sodass die Mehrzahl von Schattenbildern durch nur eine Beleuchtungseinrichtung erzeugt werden können . Die mehreren ein Schattenbild des Werkstückes erzeugenden ( zweiten ) Spiegel können in einer zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Werkstücklängsachse angeordneten Ebene angeordnet sein . Der erste Planspiegel kann außerhalb dieser Ebene der zweiten Spiegel angeordnet sein . Alternativ oder zusätzlich ist erfassungsmittelseitig zu dem Werkstück ein Planspiegel vorgesehen ist , welcher von mehreren oder sämtlichen der um den Umfang eines Werkstückes verteilt angeordneten Spiegeln, welche vorzugsweise j eweils unmittelbar vom Werkstück ein Schattenbild desselben empfangen, die Schattenbilder von dieser Mehrzahl von Spiegeln zu dem Erfassungsmittel hin proj izieren . Die mehreren Spiegel sind in Strahlengangrichtung vorzugsweise unmittelbar hinter dem Werkstück angeordnet . Jeder dieser mehreren Spiegel reflektiert somit ein Schattenbild des Werkstückes in Richtung auf den Planspiegel . Der Planspiegel erfasst somit vorzugsweise gleichzeitig mehrere oder sämtliche dieser Schattenbilder der Mehrzahl von Spiegel und proj iziert diese vorzugsweise gleichzeitig in Richtung zum Erfassungsmittel . Dies ist förderlich, um eine möglichst verzerrungsarme oder verzerrungsfreie Proj ektion der Schattenbilder zum Erfassungsmittel hin zu erzielen . On the lighting side of the workpiece, i.e. between the lighting device and the workpiece, a (first) plane mirror is preferably provided, which transmits the light emitted by the light source assigned to the workpiece for generating the shadow image, preferably directly onto a plurality of mirrors distributed around the circumference of a workpiece, preferably plane mirrors, which are preferably in Beam path direction are arranged immediately in front of the workpiece and generate a shadow image of the workpiece, aligns or. redirects . This gives a structurally particularly simple design of the optical system of the inspection system, which on the one hand due to the arrangement of plane mirrors or low-distortion. generates a substantially distortion-free image of the workpiece, and on the other hand due to the plurality of mirrors, which are arranged directly in front of the workpiece and each generate the same silhouette, a relatively large peripheral area of the workpiece can be inspected. Furthermore, because of the (first) plane mirror arranged on the illumination side, preferably only one light source can be used to generate a plurality of shadow images of the respective workpiece. For this purpose, the illumination device irradiates an area F1 of the first plane mirror, which is equal to or larger than the sum of the illumination areas of the several mirrors arranged directly around the workpiece, so that the plurality of shadow images can be generated by just one illumination device. The plurality of (second) mirrors that produce a shadow image of the workpiece can be arranged in a plane that is at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. The first plane mirror can be arranged outside of this plane of the second mirror. Alternatively or additionally, it is on the detection means side a plane mirror is provided for the workpiece, which of several or all of the mirrors distributed around the circumference of a workpiece, which preferably each receive a shadow image directly from the workpiece, project the shadow images from this plurality of mirrors towards the detection means. The plurality of mirrors are preferably arranged directly behind the workpiece in the direction of the beam path. Each of these multiple mirrors thus reflects a shadow image of the workpiece in the direction of the plane mirror. The plane mirror thus preferably captures several or all of these shadow images of the plurality of mirrors at the same time and projects them preferably at the same time in the direction of the capturing means. This is beneficial in order to achieve projection of the shadow images towards the detection means with as little or no distortion as possible.
Allgemein im Rahmen der Erfindung sind bei der Durchführung des Inspektionsvorganges des j eweiligen Werkstückes die genannten Spiegel , Strahlengangteiler und/oder Lichtumlenkeinrichtungen vorzugsweise ortsfest zueinander angeordnet . Dies umfasst natürlich, dass die optischen Elemente an ihrem Ort j eweils im Strahlengang vorzugsweise j ustierbar sind . Generally within the scope of the invention, when the inspection process of the respective workpiece is carried out, the mirrors, beam path splitters and/or light deflection devices mentioned are preferably arranged in a stationary manner in relation to one another. This includes, of course, that the optical elements are preferably adjustable at their respective locations in the beam path.
In Kombination mit den erfindungsgemäß beschriebenen Ausgestaltungen des Inspektionssystems oder unabhängig von diesen wird die Aufgabe durch Bereitstellung eines Inspektionssystems gemäß den Ansprüchen 17 und/oder 19 gelöst . In combination with the configurations of the inspection system described according to the invention or independently of these, the object is achieved by providing an inspection system according to claims 17 and/or 19 .
Erfindungsgemäß wird ein Inspektionssystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder allgemein gemäß der vorliegenden Erfindung bereitgestellt , bei welchem gemäß Anspruch 17 die Halteeinrichtung zumindest zwei voneinander beabstandete Reihen von Halterungen für j eweils zumindest ein oder genau ein Werkstück aufweist , wobei zwischen Werkstück und dem optischen Erfassungsmittel eine Lichtumlenkeinrichtungen vorgesehen ist , welche j eweils ein Schattenbild von zumindest zwei Werkstücken aus verschiedenen Werkstückreihen erzeugt und auf das optische Erfassungsmittel , also auf ein und dasselbe Erfassungsmittel , ausrichtet . Das Erfassungsmittel welches hier die Schattenbilder von Werkstücken mehrerer Reihen erfasst , ist vorzugsweise eine bauliche und/oder funktionelle Einheit , wie vorzugsweise genau eine Kamera oder genau ein Sensor . Das Erfassungsmittel weist hier vorzugsweise genau ein Obj ektiv auf , in welches die Schattenbilder der zwei oder mehr verschiedenen Schattenbilder verschiedener Werkstückreihen fallen . Hierdurch ist eine konstruktiv besonders einfache Ausbildung des Inspektionssystems gegeben, um mit geringem apparativem Aufwand eine Mehrzahl von Werkstücken inspizieren zu können, vorzugsweise gleichzeitig inspizieren zu können . Es ist somit nur ein Erfassungsmittel erforderlich, um Werkstücke aus mehreren Werkstückreihen inspizieren zu können . Hierdurch ist das Inspektionssystem auch kostengünstig herstellbar, da das Erfassungsmittel , wie beispielsweise eine Kamera , erhebliche Kosten bedingt . Ferner ist diese Bauform besonders kompakt , sodass auch bei enger Anordnung der Vielzahl von Werkstücken an der Halteeinrichtung eine zuverlässige Inspektion derselben möglich ist . According to the invention, an inspection system is provided according to the preamble of claim 1 or generally according to the present invention, in which according to claim 17 the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, with between the workpiece and the optical detection means a light deflection device is provided, which in each case generates a shadow image of at least two workpieces from different rows of workpieces and onto the optical detection means, ie onto a and the same detection means . The detection means, which here detects the shadow images of workpieces in several rows, is preferably a structural and/or functional unit, such as preferably exactly one camera or exactly one sensor. Here, the detection means preferably has exactly one lens into which the shadow images of the two or more different shadow images of different rows of workpieces fall. This results in a structurally particularly simple design of the inspection system in order to be able to inspect a plurality of workpieces with little outlay on equipment, preferably being able to inspect them simultaneously. Only one detection means is therefore required in order to be able to inspect workpieces from a plurality of rows of workpieces. As a result, the inspection system can also be produced inexpensively, since the detection means, such as a camera, entails considerable costs. Furthermore, this design is particularly compact, so that a reliable inspection of the same is possible even when the large number of workpieces are arranged close together on the holding device.
Bevorzugt ist das Erfassungsmittel ausgebildet , um die Schattenbilder von Werkstücken verschiedener Reihen gleichzeitig zu erfassen . Bevorzugt sind das optische System zusammen mit der Werkstückanordnung in diesem und das Erfassungsmittel ausgebildet , sodass mehrere Schattenbilder gleichzeitig auf das Erfassungsmittel proj iziert und von diesem gleichzeitig erfasst werden können bzw . erfasst werden, was sich insbesondere auf Werkstücke aus unterschiedlichen Werkstückreihen bezieht . The detection means is preferably designed to simultaneously detect the shadow images of workpieces in different rows. The optical system is preferably configured together with the workpiece arrangement in it and the detection means, so that several shadow images can be projected onto the detection means at the same time and can or can be detected by it at the same time. are recorded, which relates in particular to workpieces from different workpiece series.
Die Lichtumlenkeinrichtung ist bevorzugt zwischen den Werkstückreihen, vorzugsweise zwischen benachbarten Werkstückreihen angeordnet , besonders bevorzugt auf halbem Abstand zwischen den j eweiligen Werkstückreihen . Die Lichtumlenkeinrichtung kann hierbei auf Höhe der Werkstücke angeordnet sein bezüglich einer Ansicht senkrecht zur Werkstücklängsachse . Entsprechendes gilt für einen Strahlungsteiler, welcher auch als Lichtumlenkeinrichtung ausgebildet sein kann . Allgemein im Rahmen der Erfindung ist die Halteeinrichtung für die Werkstücke zu dem optischen System des Inspektionssystems lageveränderlich . Vorzugsweise ist hierbei das optische System, besonders bevorzugt sämtliche Komponenten desselben, stationär angeordnet und die Halteeinrichtung ist lageveränderlich ausgebildet , insbesondere unter translatorischer Lageveränderung, besonders bevorzugt mit einer geradlinigen Bewegung . Die Halteeinrichtung und damit auch die an dieser angeordnete Werkstückreihen können somit gegenüber dem optischen System und damit auch gegenüber der oben genannten Lichtumlenkeinrichtung und/oder Strahlungsteiler zwischen den Werkstückreihen an dem optischen System bzw . der Umlenkeinrichtung vorbeibewegt werden . Hierdurch kann die Halteeinrichtung Teil einer Transporteinrichtung der Werkstücke sein, welche die Werkstücke von der die Werkstücke ausformenden Einrichtung, wie insbesondere einer Spritzgussmaschine , am Inspektionssystem vorbei weiteren Einrichtungen einer Werkstückproduktionsstraße zuführt , wie beispielsweise einer Handhabungseinrichtung zur Entnahme fehlerhafter Werkstücke , einer Verpackungsmaschine oder dergleichen . Die Transporteinrichtung kann sich durchgehend über die gesamte Erstreckung der Produktionsstraße erstrecken . Das Inspektionssystem ist somit vorzugsweise Teil einer automatisierten Werkstückherstellungs- und/oder Verpackungsstraße . Die einzelnen Einrichtungen sind vorzugsweise Teil einer zusammenhängenden Werkstückproduktionsstraße , wobei die Werkstücke , vorzugsweise an einer Halteeinrichtung und/oder einem Träger angeordnet , unmittelbar, vorzugsweise ohne Zwischenlagerung in einem separaten Zwischenlager, innerhalb der Produktionsstraße von einer Einrichtung zu der nächsten übergegeben werden . The light deflection device is preferably arranged between the rows of workpieces, preferably between adjacent rows of workpieces, particularly preferably halfway between the respective rows of workpieces. The light deflection device can be arranged at the level of the workpieces with respect to a view perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. The same applies to a beam splitter, which can also be designed as a light deflection device. Generally within the scope of the invention, the holding device for the workpieces can be changed in position relative to the optical system of the inspection system. In this case, the optical system is preferably arranged in a stationary manner, particularly preferably all of its components, and the holding device is designed to be positionally variable, in particular with a translational change in position, particularly preferably with a linear movement. The holding device and thus also the rows of workpieces arranged on it can thus be positioned relative to the optical system and thus also relative to the above-mentioned light deflection device and/or beam splitter between the rows of workpieces on the optical system or be moved past the deflection device. As a result, the holding device can be part of a transport device for the workpieces, which feeds the workpieces from the device forming the workpieces, such as in particular an injection molding machine, past the inspection system to other devices on a workpiece production line, such as a handling device for removing defective workpieces, a packaging machine or the like. The transport device can extend continuously over the entire length of the production line. The inspection system is thus preferably part of an automated workpiece production and/or packaging line. The individual devices are preferably part of a coherent workpiece production line, with the workpieces, preferably arranged on a holding device and/or a carrier, being transferred directly from one device to the next within the production line, preferably without intermediate storage in a separate intermediate storage facility.
Weiterhin wird die Aufgabe eigenständig erfindungsgemäß oder besonders bevorzugt in Kombination mit anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltungen des Inspektionssystems durch ein Inspektionssystem gemäß Anspruch 19 gelöst , bei welchem die Halteeinrichtung zumindest zwei voneinander beabstandete Reihen von Halterungen für j eweils zumindest ein oder genau ein Werkstück aufweist , wobei zwischen der Beleuchtungseinrichtung bzw . Lichtquelle und dem Werk- stück ein Strahlengangteiler vorgesehen ist , welcher das Beleuchtungslicht teilt und vorzugsweise gleichzeitig auf Werkstücke verschiedener Werkstückreihen ausrichtet . Diese Ausgestaltung ist insbesondere in Kombination mit dem Inspektionssystem gemäß Anspruch 17 und den Fortbildungen desselben vorteilhaft . Hierdurch wird die Anzahl von Lichtquellen, welche zur Inspektion von Werkstücken mehrerer Reihen benötigt wird, wesentlich reduziert . Mittels nur einer Lichtquelle können somit beispielsweise zumindest zwei oder gegebenenfalls auch mehr Reihen von Werkstücken mittels des erfindungsgemäßen Inspektionssystems inspiziert werden . Die Lichtquelle für die verschiedenen Werkstückreihen ist vorzugsweise eine bauliche und/oder funktionelle Einheit . Die Lichtquelle kann genau ein Leuchtmittel aufweisen . Die Lichtquelle weist vorzugsweise genau eine Optik bzw . Obj ektiv auf , welche/s vorzugsweise genau einen Lichtstrahl erzeugt . Die Lichtquelle ist vorzugsweise während der Bestrahlung von zwei oder mehr Werkstücken verschiedener Werkstückreihen stationär bzw . lageunverändert zum optischen System der Inspektionseinrichtung angeordnet und/oder zu dem oder den die j eweiligen Schattenbilder auffangenden Erf assungsmittel/n . Furthermore, the object is achieved independently according to the invention or particularly preferably in combination with other configurations of the inspection system according to the invention by an inspection system according to claim 19, in which the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, with between the lighting device or light source and the tool piece a beam path splitter is provided, which splits the illuminating light and preferably simultaneously aligns it with workpieces from different rows of workpieces. This configuration is particularly advantageous in combination with the inspection system according to claim 17 and the developments thereof. As a result, the number of light sources required to inspect workpieces in several rows is significantly reduced. By means of only one light source, for example, at least two or optionally more rows of workpieces can thus be inspected by means of the inspection system according to the invention. The light source for the various rows of workpieces is preferably a structural and/or functional unit. The light source can have exactly one illuminant. The light source preferably has exactly one optics or Objective on which / s preferably produces exactly one beam of light. The light source is preferably stationary or arranged in an unchanged position in relation to the optical system of the inspection device and/or in relation to the detection means or devices that catch the respective shadow images.
Der Strahlengangteiler ist hierbei vorzugsweise auf Höhe der Werkstücke angeordnet , bei einer Betrachtung senkrecht zur Werkstücklängsachse , sodass die Werkstücke bzw . Werkstückreihen bei einer Lageänderung der Halteeinrichtung relativ zu dem Inspektionssystem an dem Strahlengangteiler seitlich vorbeigeführt werden . Hierdurch ist zugleich eine besonders kompakte Bauform des Inspektionssystems gegeben . In this case, the beam path splitter is preferably arranged at the level of the workpieces, when viewed perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece, so that the workpieces or Workpiece rows are guided past the side of the beam path splitter when the position of the holding device changes relative to the inspection system. At the same time, this results in a particularly compact design of the inspection system.
Weist die Halteeinrichtung zumindest zwei oder mehr voneinander beabstandete Reihen von Halterungen für j eweils zumindest ein oder genau ein Werkstück j e Halterung auf , so ist vorzugsweise das Erfassungsmittel und/oder zumindest eine Lichtumlenkeinrichtung , welche Licht von der Beleuchtungseinrichtung bzw . von einer Lichtquelle zu unterschiedlichen Werkstückreihen hin ausrichtet , und/oder eine Lichtumlenkeinrichtung, welches Licht vom Werkstück bzw . das Werkstückschattenbild zur Erfassungsmittel hin umlenkt , zwischen den Werkstückreihen angeordnet , vorzugsweise mittig zwischen den besagten Werkstückreihen . Hierdurch ist eine kompakte und konstruktiv besonders einfache und baulich kompakte Ausgestaltung des optischen Systems bzw . des Inspektionssystems insgesamt gegeben . Zumindest zwei voneinander beabstandete , vorzugsweise benachbarte Reihen von Werkstücken können so zudem mittels nur einer Lichtquelle und/oder nur einem Erfassungsmittel inspiziert werden, was zudem den apparativen Aufwand vermindert . Entsprechendes gilt auch für eine bevorzugte Anordnung eines Strahlengangteilers , welcher den Strahlengang von einer Lichtquelle teilt und die zumindest zwei Teilstrahlen auf unterschiedliche Werkstückreihen ausrichtet bzw . proj iziert . If the holding device has at least two or more spaced rows of holders for at least one or exactly one workpiece per holder, the detection means and/or at least one light deflection device, which transmits light from the lighting device or aligns from a light source to different rows of workpieces, and / or a light deflection device, which light from the workpiece or. deflects the workpiece silhouette towards the detection means, arranged between the rows of workpieces, preferably centrally between said rows of workpieces. This is a compact and structurally particularly simple and structurally compact design of the optical system or. of the inspection system as a whole. At least two spaced, preferably adjacent rows of workpieces can thus also be inspected using only one light source and/or only one detection means, which also reduces the outlay on equipment. The same also applies to a preferred arrangement of a beam path splitter, which splits the beam path from a light source and aligns or directs at least two partial beams to different rows of workpieces. projected .
Vorzugsweise ist die j eweilige Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung eine Punktquelle . Die Punktquelle weist hierbei vorzugsweise eine einheitliche , sich über eine durchgehende Fläche aufweisende Lichtaustrittsöffnung auf , welche das Licht der Lichtquelle zum optischen System hin emittiert . Über die Ausdehnung der Punktquelle weist die Beleuchtungseinrichtung vorzugsweise eine konstante Lichtstärke auf . Hiervon umfasst ist , dass die Ausdehnung der Punktquelle vorzugsweise zumindest gleich oder größer ist als der Werkstückdurchmesser am mittels des Inspektionssystems untersuchten Längsabschnitt des Werkstückes . Weiterhin bevorzugt ist , dass die Punktquelle eine Lichtaustrittsfläche aufweist , deren Weite bzw . Durchmesser dem Abstand der Werkstückreihen aufweist , wobei die verschiedenen Werkstückreihen durch ein und dieselbe Beleuchtungseinrichtung zur Erzeugung von Schattenbildern des j eweiligen Werkstückes beleuchtet werden . Der Abstand der Werkstückreihen umfasst hierbei auch die Erstreckung der Werkstücke in deren Breite auf der der j eweils benachbarten Werkstückreihe entgegengesetzten Seite . Die besagten Werkstückreihen sind vorzugsweise einander benachbart angeordnet . Die besagten Werkstückreihen sind vorzugsweise geradlinig ausgebildet . Es versteht sich allgemein, dass die Halterungen der Halteeinrichtung bei der Inspektion der Werkstücke mittels des Inspektionssystems mit j eweils zumindest einem oder genau einem Werkstück bestückt sind . Die besagte Punktquelle ist insbesondere zu unterscheiden von einer ringförmigen Lichtquelle , deren Zentralbereich kein Licht in Richtung des einen oder der mehreren zu untersuchenden Werkstücke abstrahlt . The respective light source of the illumination device is preferably a point source. In this case, the point source preferably has a uniform light exit opening which extends over a continuous surface and which emits the light from the light source towards the optical system. The lighting device preferably has a constant luminous intensity over the extent of the point source. This includes the fact that the extent of the point source is preferably at least equal to or greater than the workpiece diameter at the longitudinal section of the workpiece examined by means of the inspection system. It is also preferred that the point source has a light exit surface whose width or Diameter has the distance between the rows of workpieces, the different rows of workpieces being illuminated by one and the same lighting device to produce shadow images of the respective workpiece. The distance between the rows of workpieces also includes the extension of the workpieces in their width on the side opposite the respectively adjacent row of workpieces. Said rows of workpieces are preferably arranged adjacent to one another. Said rows of workpieces are preferably formed in a straight line. It is generally understood that the holders of the holding device are each equipped with at least one or exactly one workpiece when the workpieces are inspected by means of the inspection system. Said point source is to be distinguished in particular from a ring-shaped light source, the central area of which does not emit any light in the direction of one or more workpieces to be examined.
Nach einer ersten allgemein im Rahmen der Erfindung bevorzugten Variante sind die optische Achse der dem j eweiligen Werkstück zugeordneten Lichtquelle und/oder die optische Achse der Erfassungsmittel , vorzugsweise beide optische Achsen, parallel zur Werkstücklängsachse ausgerichtet . Hierdurch ist eine baulich einfache Anordnung von Beleuchtungseinrichtung und/oder Erfassungsmitteln gegeben und auf einfache Weise ein Schattenbild des j eweiligen Werkstückes erzeugbar . Ferner ist hierdurch das optische System einfach j ustierbar . Zur gleichzeitigen Inspektion mehrerer an der Halterung gehalterter Werkstücke können die Lichtquellen und Erfassungsmittel zur Inspektion mehrerer Werkstücke auf einfache Weise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein, beispielsweise nebeneinander angeordnet . Vorzugsweise umfasst das Gehäuse sämtliche Lichtquellen und Erfassungsmittelen, welche zur Inspektion der an einer Halteeinrichtung, vorzugsweise in mehreren Reihen von Werkstücken nebeneinander, anzuordnen sind . According to a first generally preferred variant within the scope of the invention, the optical axis of the light source assigned to the respective workpiece and/or the optical axis of the detection means, preferably both optical axes, are aligned parallel to the longitudinal axis of the workpiece. This results in a structurally simple arrangement of the lighting device and/or detection means and a shadow image of the respective workpiece can be generated in a simple manner. Furthermore, this makes it easy to adjust the optical system. For the simultaneous inspection of several workpieces held on the holder, the light sources and detection means for inspecting several workpieces can easily be arranged in a common housing, for example arranged next to one another. The housing preferably includes all light sources and detection means which are to be arranged next to one another in a plurality of rows of workpieces for the inspection of the workpieces on a holding device.
Nach einer zweiten allgemein im Rahmen der Erfindung bevorzugten Variante können die dem j eweiligen Werkstück zugeordneten Lichtquelle und Erfassungsmittel derart angeordnet sein, dass der Strahlengang von Lichtquelle zum Werkstück und andererseits vom Werkstück zum Erfassungsmittel zumindest über eine Teillänge des Strahlenganges koaxial ausgerichtet sind . Lichtquelle und Erfassungsmittel können hierbei derart räumlich zueinander ausgerichtet sein, dass das von der Beleuchtungseinrichtung unmittelbar emittierte Licht zumindest in etwa senkrecht oder senkrecht zu dem Lichtstrahl angeordnet ist , welches in die Erfassungsmittel eintritt . Hierdurch ist für bestimmte Anwendungsfälle eine besonders kompakte Bauform gegeben . According to a second variant that is generally preferred within the scope of the invention, the light source and detection means assigned to the respective workpiece can be arranged in such a way that the beam path from the light source to the workpiece and on the other hand from the workpiece to the detection means are aligned coaxially at least over a partial length of the beam path. The light source and the detection means can be spatially aligned with one another in such a way that the light emitted directly by the lighting device is arranged at least approximately perpendicularly or perpendicularly to the light beam which enters the detection means. This results in a particularly compact design for specific applications.
Gemäß der ersten und der zweiten Variante können die Ausführungen für sämtliche Lichtquellen und/oder Erfassungsmittel des Inspektionssystems gelten . Allgemein im Rahmen der Erfindung sei als „dem Werkstück zugeordnet" eine Lichtquelle verstanden, welche ein Schattenbild des j eweiligen Werkstückes erzeugt . According to the first and the second variant, the versions apply to all light sources and/or detection means of the inspection system. Generally within the scope of the invention, “assigned to the workpiece” is understood to mean a light source which generates a shadow image of the respective workpiece.
Vorzugsweise weist das optische System ein optisches Element auf , welches teildurchlässig ausgebildet ist und welches sowohl im Strahlengang des von der Beleuchtungseinrichtung zum Werkstück hin ausgesandten Lichtes bzw . Strahlenganges angeordnet ist , als auch zugleich in dem vom Werkstück in Richtung auf die Erfassungsmittel fallenden Lichtes angeordnet ist . Dieses optische Element ist vorzugsweise als Planspiegel ausgebildet . Das optische Element bzw . der vorzugsweise schräg zum Strahlengang des von der Beleuchtungseinrichtung einfallenden und schräg zur Richtung des vom Werkstück zur Erfassungsmittel hin gerichteten Lichtstrahls ausgerichtet , vorzugsweise j eweils in einem Winkel von ca . 45 ° zu dem j eweiligen Lichtstrahl . Das optische Element weist somit einerseits in Bezug auf das Beleuchtungslicht reflektierende Eigenschaften auf und in Bezug auf das zum Erfassungsmittel hin geleiteten Lichtes eine Lichtdurchlässigkeit . Das besagte optische Element kann hierzu beispielsweise eine geeignete Beschichtung aufweisen, wie diese beispielsweise bei teildurchlässigen Spiegeln üblich sind . Das auf dieses optische Element beleuchtungsseitig einfallende Licht und das zur Erfassungsmittel hindurchtretende Licht kann hierbei auf denselben Bereich des optischen Elementes fallen . Hierdurch ist eine flexible Anordnung der Beleuchtungseinrichtung zu der Forschungseinrichtung möglich, welche zudem kompakt und platzsparend ausgebildet ist . The optical system preferably has an optical element which is designed to be partially transparent and which is visible both in the beam path of the light or Arranged in the beam path and at the same time in the light falling from the workpiece in the direction of the detection means. This optical element is preferably designed as a plane mirror. The optical element which is preferably aligned obliquely to the beam path of the incident light beam from the illumination device and obliquely to the direction of the light beam directed from the workpiece to the detection means, preferably in each case at an angle of approx. 45° to the respective light beam. The optical element thus has, on the one hand, reflective properties in relation to the illumination light and, on the one hand, transparency in relation to the light guided towards the detection means. Said optical element can have a suitable coating for this purpose, for example, as is customary in the case of partially transparent mirrors, for example. The light incident on this optical element on the lighting side and the light passing through to the detection means can fall on the same area of the optical element. This allows flexible arrangement of the lighting device in relation to the research device, which is also designed to be compact and space-saving.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das optische System derart ausgebildet , das j eweils zu untersuchende Werkstück vorzugsweise gleichzeitig mit zumindest zwei getrennten Teilstrahlen zumindest einer , vorzugsweise genau einer , Lichtquelle zu bestrahlen, um mit j edem Teilstrahl ein verschiedenes Schattenbild des j eweiligen Werkstückes zu erzeugen . Weisen die getrennten Teilstrahlen zwischen dem Werkstück in seiner Untersuchungsposition und dem Erfassungsmittel , welches für die zumindest zwei Teilstrahlen vorzugsweise dasselbe Erfassungsmittel wie eine Kamera oder ein Sensor ist , eine unterschiedliche Strahlenganglänge auf , so ist bevorzugt in zumindest einem der Strahlengänge der Teilstrahlen zwischen Werkstück und Erfassungsmittel ein optisches Element angeordnet ist , welches die Bildschärfe der verschiedenen Schattenbilder im Erfassungsmittel aneinander angleicht . Dieses optische Element sei hier als „Anpassungselement" bezeichnet . Die Strahlenganglänge der Teilstrahlengänge kann gegebenenfalls als die geometrische Länge derselben angesehen . Aufgrund der gegebenen Tiefenschärfe der Optik bzw . des Obj ektivs des Erfassungsmittels , insbesondere einer gegebenen Brennweite desselben, besteht somit das Problem, dass Obj ekte in unterschiedlicher Entfernung zum Erfassungsmittel unterschiedlich scharf erscheinen können . Vorzugsweise ist das Obj ektiv in Bezug auf einen Teilstrahlengang scharf auf das Werkstück eingestellt , so dass die durch andere Teilstrahlen erzeugten Schattenbilder des einen Werkstückes unscharf erscheinen können . Durch das zumindest eine optische Anpassungselement in den Teilstrahlengängen wird somit die Schärfe der verschiedenen Schattenbilder aneinander angepasst , so dass vorzugsweise sämtliche Schattenbilder unabhängig von der Strahlenganglänge des j eweiligen Teilstrahlengangs scharf bzw . gleich scharf erscheinen, und die Überprüfung von Werkstücken verschiedener Reihen somit mit der Zuverlässigkeit erfolgen kann . Andererseits wird hierdurch ermöglicht , dass von dem gegebenen Werkstück Schattenbilder aus unterschiedlichen Richtungen erzeugt werden können und das optische System und/oder Lichtquelle und/oder Erfassungsmittel in vielfältiger Weise an besondere Erfordernisse wie beispielsweise Geometrie des Werkstückes , räumliche Verhältnisse am Inspektionssystem oder dergleichen angepasst werden können . Bevorzugt ist das optische Anpassungselement in einem Teilstrahlengang angeordnet , welcher eine größere oder die größte Strahlenganglänge der verschiedenen Teilstrahlen, welche Schattenbilder des einen Werkstückes erzeugen, aufweist . In dem Teilstrahlengang mit der kürzesten Strahlenganglänge kann bevorzugt ein solches optisches Element fehlen . Das Anpassungselement ist vorzugsweise als lichtbrechendes optisches Element ausgebildet , wie insbesondere als ein oder mehrere Prismen, ein oder mehrere planoptische Elemente wie Planplatten mit planaren, zueinander parallelen Lichteintritts- und Lichtaustrittsflächen, oder Kombinationen derselben . Die Teilstrahlen fallen vorzugsweise senkrecht auf eine optische Fläche des optischen Elementes wie beispielsweise eine Lichteintrittsfläche desselben . Die Teilstrahlen treten vorzugsweise senkrecht zu der optischen Austrittsfläche des optischen Elementes aus diesem aus . Die Teilstrahlen treffen vorzugsweise als Bündel von parallelen Lichtstrahlen auf das optische Anpassungselement . Die Teilstrahlen werden vorzugsweise als Bündel von parallelen Lichtstrahlen vom Anpassungselement in Richtung auf das Erfassungsmittel abgestrahlt bzw . umgelenkt . Das Anpassungselement ist nach einer bevorzugten Variante als 60 ° -120 ° Prisma , vorzugsweise als 90 ° -Prisma ausgeführt . Ein oder mehrere Anpassungselemente , insbesondere j eweils in Ausbildung als Prisma , kann/ können unmittelbar vor einem optischem Umlenkelement , vorzugsweise in Ausbildung als Umlenkspiegel , des optischen Systems angeordnet sein . Das Umlenkelement ist vorzugsweise schräg zu der Werkstücklängsachse des Werkstückes in seiner Untersuchungsposition angeordnet , um den Strahlengang aus einer zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Werkstücklängsachse stehenden Ebene aus dieser Ebene auszulenken und dem Erfassungsmittel , welches vorzugsweise außerhalb dieser Ebene angeordnet ist , zuzuleiten . Hierdurch ist eine baulich besonders kompakte Bauweise gegeben . Das zumindest eine Anpassungselement und das Umlenkmittel , insbesondere als Planspiegel , können als bauliche Einheit ausgeführt sein, was die Montage und Justierung des optischen Systems erleichtert . Das Anpassungselement kann sich auch nur über einen ersten Teil der optischen Fläche des Umlenkelementes ausdehnen, wobei zumindest ein anderer Teilstrahl , welcher ein anderes Schattenbild des einen genannten Werkstückes darstellt , auf den anderen d . h . zweiten Teil der optischen Fläche des Umlenkelementes fällt und von diesem zum bzw . zu demselben Erfassungsmittel umgelenkt wird . According to a preferred embodiment, the optical system is designed in such a way that the workpiece to be examined is preferably irradiated simultaneously with at least two separate partial beams from at least one, preferably exactly one, light source in order to produce a different shadow image of the respective workpiece with each partial beam. Point the separate sub-beams between the workpiece in its inspection position and the detection means, which for the at least two partial beams is preferably the same detection means as a camera or a sensor, have different beam path lengths, an optical element is preferably arranged in at least one of the beam paths of the partial beams between the workpiece and the detection means, which improves the image sharpness of the different shadow images in the detection means are adjusted to each other. This optical element is referred to here as an "adaptation element". The beam path length of the partial beam paths can be regarded as the geometric length of the same. Due to the given depth of field of the optics or the lens of the detection means, in particular a given focal length of the same, there is the problem that Objects can appear differently sharp at different distances from the detection means. The lens is preferably set sharply on the workpiece in relation to a partial beam path, so that the shadow images of one workpiece produced by other partial beams can appear blurred. The at least one optical adjustment element in the sharpness of the various shadow images is thus adapted to one another in the partial beam paths, so that preferably all shadow images appear sharp or equally sharp, regardless of the length of the beam path of the respective partial beam path, and the inspection of workpieces from different rows can thus be carried out with the reliability. On the other hand, this makes it possible for shadow images to be generated from different directions of the given workpiece and for the optical system and/or light source and/or detection means to be adapted in a variety of ways to special requirements such as geometry of the workpiece, spatial conditions on the inspection system or the like . The optical adjustment element is preferably arranged in a partial beam path which has a greater or the greatest beam path length of the various partial beams which produce shadow images of one workpiece. Such an optical element can preferably be missing in the partial beam path with the shortest beam path length. The adjustment element is preferably designed as a refractive optical element, in particular as one or more prisms, one or more plano-optical elements such as planar plates with planar, mutually parallel light entry and light exit surfaces, or combinations thereof. The partial beams preferably fall perpendicularly onto an optical surface of the optical element, such as a light entry surface of the same. The partial beams preferably exit perpendicular to the optical exit surface of the optical element. The partial beams preferably impinge on the optical adjustment element as a bundle of parallel light beams. The partial beams are preferably radiated or emitted as a bundle of parallel light beams from the adjustment element in the direction of the detection means. diverted . According to a preferred variant, the adjustment element is designed as a 60°-120° prism, preferably as a 90° prism. One or more adjustment elements, in particular in the form of a prism, can be arranged directly in front of an optical deflection element, preferably in the form of a deflection mirror, of the optical system. The deflection element is preferably arranged obliquely to the longitudinal axis of the workpiece in its examination position in order to deflect the beam path out of a plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece and to direct it to the detection means, which is preferably arranged outside of this plane. This results in a structurally particularly compact design. The at least one adjustment element and the deflection means, in particular as a plane mirror, can be designed as a structural unit, which facilitates the assembly and adjustment of the optical system. The adjustment element can also only extend over a first part of the optical surface of the deflection element, with at least one other partial beam, which represents a different silhouette of one of the workpieces, being directed onto the other d. H . second part of the optical surface of the deflection element falls and from this to or. is diverted to the same detection means.
Gegebenenfalls kann das Anpassungselement auch zumindest einen oder mehrere Spiegel , beispielsweise auch Planspiel , aufweisen, welche auch in Strahlengangrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sein können . Die Ausbildung des Anpassungselementes als lichtbrechendes optisches Element ist aufgrund seiner besonders kompakten Bauform und j edoch bevorzugt . If necessary, the adjustment element can also have at least one or several mirrors, for example also simulation games, which can also be arranged directly one behind the other in the direction of the beam path. The design of the adjustment element as a light-refracting optical element is preferred because of its particularly compact design.
Allgemein weist bevorzugt das optische System keine optischen Elemente mit konvex oder konkav gekrümmten optischen Flächen auf , wie beispielsweise Linsen und/oder Hohlspiegel mit gekrümmten Spiegelflächen . Vorzugsweise weist das optische System keine lichtbeugenden optischen Elemente auf . Ein etwaiges Obj ektiv des j eweiligen Erfassungsmittels und/oder ein etwaiges Obj ektiv der j eweiligen Lichtquelle sind allgemein nicht als Teil des optischen Systems anzusehen . In general, the optical system preferably has no optical elements with convexly or concavely curved optical surfaces, such as lenses and/or concave mirrors with curved mirror surfaces. The optical system preferably has no light-diffracting optical elements. Any lens of the respective detection means and/or any lens of the respective light source are generally not to be regarded as part of the optical system.
Nach einer Ausführungsform bevorzugt sind sämtliche optischen Elemente des optischen Systems Planspiegel , bis auf etwaige optische Elemente Einstellung der Bildschärfe der Schattenbilder , insbesondere solche zur Anpassung der Bildschärfe verschiedener Schattenbilder desselben Werkstückes bei verschiedenen Teilstrahlen mit unterschiedlicher Weglänge . According to one embodiment, all optical elements of the optical system are preferably plane mirrors, except for any optical elements that adjust the image sharpness of the shadow images, in particular those for adjusting the image sharpness of different shadow images of the same workpiece with different partial beams with different path lengths.
Sämtliche optischen Elemente des optischen Systems sind vorzugsweise ortsfest zu der Beleuchtungseinrichtung bzw . Lichtquelle und/oder dem Erfassungsmittel angeordnet . All optical elements of the optical system are preferably stationary to the lighting device or. Light source and / or arranged the detection means.
Allgemein im Rahmen der Erfindung kann das Inspektionssystem derart ausgebildet sein, dass dieses mehrere in Längsrichtung des Werkstückes voneinander beabstandete Teilbereiche des Werkstückes inspiziert . Hierzu kann beispielsweise das j eweilige Werkstück zwei unabhängige , in Transportrichtung der Halteeinrichtung hintereinander angeordnete Inspektionssysteme durchlaufen, welche j eweils verschiedene Teilabschnitte des Werkstückes inspiziert . Bei bekannter Transportgeschwindigkeit der Halteeinrichtung können die in den beiden Inspektionssystemen erzeugten Schattenbilder j eweils einem bestimmten Werkstück zugeordnet werden, sodass dessen Geometrie bzw . Werkstoff fehler genauer inspiziert werden können . Durch die Erfassung zweier unterschiedlicher, in Längsrichtung des Werkstückes voneinander beabstandeter inspizierter Teilbereiche kann beispielsweise auch der Rundlauf des Werkstückes ermittelt bzw . mittels der Auswerteeinrichtung berechnet werden . Gegebenenfalls können die beiden Inspektionssysteme zur Inspektion unterschiedlicher , in Längsrichtung des Werkstückes beabstandeter Teilabschnitte auch in einer Station zusammengefasst sein, wozu beispielsweise auch für j eden zu inspizierenden Bereich in Werkstücklängsrichtung eine separate Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sein kann, wobei das optische System derart ausgebildet sein kann, dass die Schattenbilder der beiden in Werkstücklängsrichtung beab- standeten Werkstückabschnitte mittels derselben Erfassungsmittel erfasst werden . In general, within the scope of the invention, the inspection system can be designed in such a way that it inspects a plurality of partial areas of the workpiece that are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the workpiece. For this purpose, the respective workpiece can, for example, pass through two independent inspection systems which are arranged one behind the other in the transport direction of the holding device and which in each case inspect different sections of the workpiece. If the transport speed of the holding device is known, the shadow images generated in the two inspection systems can each be assigned to a specific workpiece, so that its geometry or Material defects can be inspected more precisely. The concentricity of the workpiece can also be determined or be calculated by means of the evaluation device. If necessary, the two inspection systems for inspecting different sections spaced apart in the longitudinal direction of the workpiece can also be combined in one station, for which purpose, for example, a separate lighting device can be provided for each area to be inspected in the longitudinal direction of the workpiece, with the optical system being designed in such a way that the shadow images of the two workpiece sections that are spaced apart in the longitudinal direction of the workpiece are detected using the same detection means.
Die Erfindung umfasst ferner ein Inspektionsverfahren zur Überprüfung von langgestreckten Werkstücken unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems . Ausführungen zum Inspektionsverfahren gelten entsprechend auch für das Inspektionssystem und anders herum . The invention also includes an inspection method for checking elongated workpieces using an inspection system according to the invention. Statements on the inspection procedure also apply accordingly to the inspection system and vice versa.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Inspektionsverfahrens wird die Halteeinrichtung zur Halterung mindestens eines oder einer Vielzahl von zu überprüfenden Werkstücken relativ zu dem optischen System bewegt , um das j eweils zu überprüfenden Werkstück aus einer Nichtuntersuchungsposition in eine das Schattenbild des Werkstückes erzeugenden Untersuchungsposition an dem optischen System zu überführen, wobei die Belichtungs zeit des Werkstückes zur Erzeugung dessen zumindest einen Schattenbildes kleiner/gleich 1 Millisekunden beträgt , vorzugsweise 250 Mikrosekunden oder 100 Mikrosekunden oder 50 Mikrosekunden . Dies wird durch den hohen Kontrast des Werkstückbildes in Form eines Schattenbildes ermöglicht . Die Lichtquelle kann zur Beleuchtung des Werkstückes intermittierend, also getaktet , oder kontinuierlich betrieben werden . Allgemein kann bei elektronischer Bilderfassung und -Verarbeitung die Belichtungs zeit die Zeitdauer sein, innerhalb welcher Schattenbilder bzw . entsprechende Bildinformationen akkumuliert werden, um das auszuwertende Schattenbild zu erzeugen . Die Belichtungszeit kann der Zeitdauer des Werkstückes in seiner Untersuchungsposition entsprechen oder kürzer sein . Die Transportgeschwindigkeit des Werkstückes bzw . der Halterung durch das optische System kann h 50 mm/sec oder h 100 mm/sec oder h 250 mm/sec betragen, ggf . auch h 500 mm/sec . According to a preferred embodiment of the inspection method, the holding device for holding at least one or a large number of workpieces to be checked is moved relative to the optical system in order to move the workpiece to be checked from a non-examination position to an examination position on the optical system that produces the shadow image of the workpiece transfer, wherein the exposure time of the workpiece to generate the at least one shadow image is less than / equal to 1 millisecond, preferably 250 microseconds or 100 microseconds or 50 microseconds . This is made possible by the high contrast of the workpiece image in the form of a silhouette. The light source can be operated intermittently, i.e. clocked, or continuously to illuminate the workpiece. In general, with electronic image acquisition and processing, the exposure time can be the length of time within which shadow images or corresponding image information is accumulated to generate the silhouette to be evaluated. The exposure time can be equal to or shorter than the length of time the workpiece is in its inspection position. The transport speed of the workpiece or of the holder by the optical system can be h 50 mm/sec or h 100 mm/sec or h 250 mm/sec, if necessary. also h 500 mm/sec .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beispielhaft erläutert . Es versteht sich, dass verschiedene Merkmale des j eweiligen Ausführungsbeispiels auch in Kombination mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele kombinierbar sind . Sämtliche Merkmale der Ausführungsbeispiele seien unabhängig allgemein im Rahmen der Erfindung offenbart . Gleiche Bauteile oder Merkmale sind in den Figuren mit gleichen Bezugsziffern oder mit um „10" oder ein Vielfaches davon erhöhten Bezugs ziffern versehen . Es zeigen : The invention is explained below by way of example using a number of exemplary embodiments. It goes without saying that various features of the respective exemplary embodiment can also be combined with features of other exemplary embodiments. All features of the exemplary embodiments are disclosed independently and generally within the scope of the invention. Identical components or features are provided in the figures with the same reference numerals or with reference numerals increased by "10" or a multiple thereof. The figures show:
Fig . 1 : eine perspektivische Ansicht einer Halteeinrichtung eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems ; Fig. 1: a perspective view of a holding device of an inspection system according to the invention;
Fig . 2 : eine perspektivische Ansicht des optischen Systems eines ersten erfindungsgemäßen Inspektionssystems mit Beleuchtungseinrichtungen, dem optischen System und einer optischen Erfassungsmittel mit Werkstücken in perspektivischer Ansicht ( Fig . 2A) und in Draufsicht ( Fig . 2B ) sowie in einer abgewandelten Ausführungsform ( Fig . 2C ) ;Fig. 2 : a perspective view of the optical system of a first inspection system according to the invention with lighting devices, the optical system and an optical detection means with workpieces in a perspective view ( FIG. 2A ) and in a plan view ( FIG. 2B ) and in a modified embodiment ( FIG. 2C ) ;
Fig . 3 : ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßenFig. 3: a second embodiment of the invention
Inspektionssystems mit Beleuchtungseinrichtung, Erfassungsmittel und optischem System mit mehreren Reihen von Werkstücken; Inspection system with lighting device, detection means and optical system with several rows of workpieces;
Fig . 4 : ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßenFig. 4: a third embodiment of the invention
Inspektionssystems mit Beleuchtungseinrichtung, Erfassungsmittel und optischem System mit mehreren um das Werkstück verteilt angeordneten optischen Elementen, sowie mit Werkstücken ( Fig . 4A) , und mit vereinfachter schematischer Darstellung des Strahlenganges ( Fig . 4B ) ;Inspection system with lighting device, detection means and optical system with a plurality of optical elements arranged distributed around the workpiece, as well as with workpieces (FIG. 4A), and with a simplified schematic representation of the beam path (FIG. 4B);
Fig . 5 : eine Darstellung des Inspektionssystems nach Fig . 4 mit mehreren nebeneinander angeordneten optischen Systemen und Erfassungsmitteln zur Inspektion mehrerer Reihen von Werkstücken; Fig. 5: a representation of the inspection system according to FIG. 4 with several optical systems arranged side by side and detection means for inspecting a plurality of rows of workpieces;
Fig . 6 : eine Darstellung der von einem Erfassungsmittel des Inspektionssystems gemäß Fig . 4 erfassten mehreren Schattenbildern eines Werkstückes ; Fig. 6: an illustration of the detection means of the inspection system according to FIG. 4 captured several shadow images of a workpiece;
Fig . 7 : eine weitere Alternative des Inspektionssystems mit Beleuchtungsmittel , optischem System und Erfassungsmittel ; Fig. 7: a further alternative of the inspection system with lighting means, optical system and detection means;
Fig . 7 : eine weitere Alternative eines Inspektionssystems mit optischem System mit teildurchlässigem optischem Element , Fig. 7: another alternative of an inspection system with an optical system with a partially transparent optical element,
Fig . 8 : schematische Darstellungen des Strahlenganges eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems mit Strahlengangteiler oder Lichtumlenkeinrichtung nach einer ersten Ausführungsform ( Fig . 8a ) und einer zweiten Ausführungsform ( Fig . 8b ) . Fig. 8: Schematic representations of the beam path of an inspection system according to the invention with a beam path splitter or light deflection device according to a first embodiment (FIG. 8a) and a second embodiment (FIG. 8b).
Die Figuren 1 bis 5 und 7 , 8 zeigen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Inspektionssysteme bzw . Teile derselben . Die Figuren 2 , 3 , 4 , und 7 zeigen Inspektionssysteme mit einer Anordnung von mehreren an der Halteeinrichtung angeordneten Werkstücken in Werkstückreihen . Die Halteeinrichtung ist j eweils nicht dargestellt oder nur schematisch angedeutet , es kann bspw . eine Halteeinrichtung nach Fig . 1 oder eine andere geeignete Halteeinrichtung eingesetzt sein . Figures 1 to 5 and 7, 8 show embodiments of inspection systems according to the invention or. parts of the same. FIGS. 2, 3, 4 and 7 show inspection systems with an arrangement of several workpieces arranged on the holding device in rows of workpieces. The holding device is not shown in each case or is only indicated schematically; a holding device according to FIG. 1 or another suitable holding device can be used.
Fig . 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Halteeinrichtung 3 für ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem 1 , wobei diese Halteeinrichtung 3 an sämtlichen Ausführungsbeispielen des Inspektionssystems 1 oder allgemein im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein kann . Fig. 1 shows a perspective representation of a holding device 3 for an inspection system 1 according to the invention, wherein this holding device 3 can be provided on all exemplary embodiments of the inspection system 1 or generally within the scope of the invention.
Die Halteeinrichtung 3 weist eine Vielzahl von Halterungen 3a auf , wobei an j eder der Halterungen 3a zumindest ein oder insbesondere genau ein Werkstück 2 gehaltert ist oder gehaltert sein kann . Das Werkstück 2 kann beispielsweise durch Unterdrück an der j eweiligen Halterung 3a gehaltert sein oder durch eine mechanische Einrichtung oder auf andere geeignete Weise . Die Vielzahl von Werkstücken ist hier in einer definierten räumlichen Lage zueinander an der Halterung festgelegt , wozu die Werkstücke 2 mit ihren Werkstücklängsachsen 2a ( Fig . 2a ) hier koaxial zueinander angeordnet sind . Die Werkstücke 2 sind an der Halteeinrichtung 3 j eweils voneinander beabstandet angeordnet und zwar in Längsrichtung der Halteeinrichtung bzw . in Längsrichtung der Reihen R und quer zu dieser Richtung . Die Anordnung der Werkstücke 2 an der Halteeinrichtung 3 kann der Anordnung der Werkstücke entsprechen, wie diese in einer Formgebungsvorrichtung wie beispielsweise einer Spritzgussmaschine mit einer Vielzahl von Kavitäten zur gleichzeitigen Erzeugung von Spritzgussteilen vorliegt . Die Halteeinrichtung 3 ist gegenüber den weiteren Einrichtungen des Inspektionssystems wie insbesondere einer Beleuchtungseinrichtung 4 , einem optischen System 5 und einem optischen Erfassungsmittel 6 ( siehe z . B . Fig . 2 ) lageveränderlich, sodass also die an der Halteeinrichtung 3 angeordneten Werkstücke durch Lageveränderung der Halteeinrichtung durch das optische System 5 transportiert werden, insbesondere in einer translatorischen Bewegung , im speziellen einer geradlinigen translatorischen Bewegung ( Pfeilrichtung ) , um die Werkstücke 2 mittels des optischen Erfassungsmitteln 6 wie beispielsweise einer Kamera in Bezug auf Werkstückfehler prüfen zu können . Die Halterungen 3a sind hierbei an einer ebenen Halteplatte 3b angeordnet . Es versteht sich, dass allgemein die Halteeinrichtung auch auf andere Weise ausgebildet sein kann, insbesondere die Vielzahl von Werkstücken 2 in einer anderen räumlichen Anordnung zueinander an der Halteeinrichtung angeordnet sein können . Die Reihen bzw . Spuren von Werkstücken sind hier geradlinig angeordnet und parallel zueinander ausgerichtet , dies ist j edoch nicht zwingend notwendig , beispielsweise können die Werkstücke 2 auch in einem Muster an der Halteeinrichtung angeordnet sein, vorzugsweise entsprechend dem Aufbau des Formgebungswerkzeuges bzw . der Spritzgusskavität einer Spritzgussmaschine . An der Halteeinrichtung 3 in Fig . 1 sind acht Reihen mit j eweils acht Werkstücken gehaltert , ohne hierauf beschränkt zu sein . Die Halteeinrichtung 3 wird hierbei in deren Längsrichtung entsprechend der Pfeilrichtung durch das erfindungsgemäße Inspektionssystem, welches Teil einer automatisierten Produktionsanlage sein kann, transportiert und somit auch in deren Längsrichtung durch das optische System des Inspektionssystems bewegt . Gegebenenfalls kann dies natürlich auch in Richtung quer zur Längserstreckung der Halteeinrichtung erfolgen . Die Transportgeschwindigkeit der Halterung 1 durch das optische System des Inspektionssystems kann im Bereich von 250 mm bis 1000 mm/sec oder mehr betragen . The holding device 3 has a multiplicity of holders 3a, wherein at least one or in particular precisely one workpiece 2 is or can be held on each of the holders 3a. The workpiece 2 can, for example, by negative pressure on the respective Holder 3a be held or by a mechanical device or in any other suitable way. The large number of workpieces is here fixed in a defined spatial position to one another on the holder, for which purpose the workpieces 2 are arranged here with their workpiece longitudinal axes 2a (FIG. 2a) coaxially to one another. The workpieces 2 are spaced apart from each other on the holding device 3, specifically in the longitudinal direction of the holding device or in the longitudinal direction of the rows R and transverse to this direction. The arrangement of the workpieces 2 on the holding device 3 can correspond to the arrangement of the workpieces as is present in a shaping device such as an injection molding machine with a large number of cavities for the simultaneous production of injection molded parts. The holding device 3 can be changed in position compared to the other devices of the inspection system, such as in particular an illumination device 4 , an optical system 5 and an optical detection means 6 (see e.g. Fig. 2 ), so that the workpieces arranged on the holding device 3 can be changed by changing the position of the holding device are transported through the optical system 5, in particular in a translational movement, in particular a linear translational movement (arrow direction), in order to be able to check the workpieces 2 by means of the optical detection means 6, such as a camera, with regard to workpiece defects. The holders 3a are here arranged on a flat holding plate 3b. It goes without saying that, in general, the holding device can also be designed in a different way, in particular the multiplicity of workpieces 2 can be arranged in a different spatial arrangement relative to one another on the holding device. The rows or Traces of workpieces are arranged here in a straight line and aligned parallel to one another, but this is not absolutely necessary, for example the workpieces 2 can also be arranged in a pattern on the holding device, preferably corresponding to the structure of the shaping tool or the injection molding cavity of an injection molding machine. At the holding device 3 in FIG. 1, eight rows each with eight workpieces are held, without being limited to this. The holding device 3 is in this case Longitudinally according to the direction of the arrow by the inspection system according to the invention, which can be part of an automated production plant, transported and thus also moved in the longitudinal direction by the optical system of the inspection system. If necessary, this can of course also be done in a direction transverse to the longitudinal extension of the holding device. The transport speed of the holder 1 through the optical system of the inspection system can be in the range from 250 mm to 1000 mm/sec or more.
Fig . 2 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems 1 zum Überprüfen von langgestreckten Werkstücken 2 , insbesondere Spritzgussteilen . Fig. 2 shows a first embodiment of an inspection system 1 according to the invention for checking elongated workpieces 2, in particular injection-molded parts.
Das Inspektionssystem 1 weist eine Halteeinrichtung 3 zur Halterung von zumindest einem oder einer Vielzahl von zu überprüfenden Werkstücken auf , wobei die Halteeinrichtung gemäß Fig . 1 ausgebildet sein kann . Die Werkstücke können hierbei in mehreren voneinander durch einen Abstand d getrennten Reihen R ( siehe Fig . 1 ) angeordnet sein, wobei die Reihen wie hier vorzugsweise geradlinig ausgebildet sind, allgemein aber auch in einer anderen Anordnung . The inspection system 1 has a holding device 3 for holding at least one or a large number of workpieces to be inspected, the holding device according to FIG. 1 can be formed. The workpieces can be arranged in several rows R separated from one another by a distance d (see FIG. 1), the rows preferably being formed in a straight line as here, but generally also in a different arrangement.
Das Inspektionssystem 1 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 4 mit zumindest einer Lichtquelle 4a . Sind mehrere Reihen von Werkstücken vorgesehen, so können auch mehrere Lichtquellen vorgesehen sein, um zur Inspektion der Werkstücke Licht auf diese auszusenden, welche baugleich ausgebildet sein können . Die Lichtquelle ist hier als Punktquelle ausgebildet , ggf . aber auch auf andere Weise ausgeführt sein, wobei die j eweilige Lichtquelle eine über deren gesamte Lichtemissionsfläche eine gleichbleibende Lichtstärke aufweisen kann . Der Durchmesser der Lichtquelle 4a ist hierbei derart bemessen, dass diese die nachfolgend beschriebenen optischen Elemente des optischen Systems 5 ausreichend und vorzugsweise über deren in Bezug auf die Werkstückinspektion relevante vorzugsweise mit gleichmäßiger Lichtstärke bestrahlt . Nach dem Ausführungsbeispiel umfasst die Beleuchtungseinrichtung 4 mehrere Lichtquellen 4a , welche hier nebeneinander angeordnet sind, j edoch auch eine andere räumliche Zuordnung oder Beabstandung voneinander aufweisen können . Aufgrund der besonderen Ausgestaltung des optischen Systems 5 , wie nachfolgend beschrieben, ist hier die Anzahl der Lichtquellen 4a kleiner als die Anzahl der Werkstückreihen an der Halteeinrichtung 3 . Genauer gesagt sind hier die Lichtquellen 4a auf halbem Abstand zwischen den Werkstückreihen R angeordnet , vorzugsweise zwischen benachbarten Reihen, welche einen größeren Abstand d aufweisen als andere benachbarte Reihen . An den das Feld von Werkstücken begrenzenden Reihen ist j eweils auf der dem Werkstückfeld abgewandten Seite j eweils eine weitere Lichtquelle 4a vorgesehen . Für die insgesamt acht Werkstückreihen R bei einer Halteeinrichtung 3 gemäß Fig . 1 sind somit fünf Lichtquellen 4a vorgesehen . Es versteht sich, dass gegebenenfalls - j e nach Ausführung des erfindungsgemäßen Inspektionssystems - auch j eder Werkstückreihe eine separate Lichtquelle 4a zugeordnet sein kann . Ferner versteht es sich, dass das Inspektionssystem j eweils auch nur zur Überprüfung eines einzigen Werkstückes oder nur zweier oder mehrerer nebeneinander angeordneter Werkstücke einsetzbar ist . The inspection system 1 includes an illumination device 4 with at least one light source 4a. If several rows of workpieces are provided, then several light sources can also be provided in order to emit light onto the workpieces for inspection, which can be constructed in the same way. The light source is designed here as a point source, possibly but can also be designed in a different way, in which case the respective light source can have a constant light intensity over its entire light emission surface. The diameter of the light source 4a is dimensioned in such a way that it irradiates the optical elements of the optical system 5 described below sufficiently and preferably more than they are relevant in relation to the workpiece inspection, preferably with a uniform light intensity. According to the exemplary embodiment, the lighting device 4 comprises a plurality of light sources 4a, which are arranged next to one another here, but also one can have different spatial assignments or distances from one another. Due to the special design of the optical system 5 , as described below, the number of light sources 4a is smaller than the number of rows of workpieces on the holding device 3 . More precisely, here the light sources 4a are arranged halfway between the workpiece rows R, preferably between adjacent rows which have a greater distance d than other adjacent rows. On the rows delimiting the field of workpieces, a further light source 4a is provided in each case on the side facing away from the field of workpieces. For a total of eight rows of workpieces R in a holding device 3 according to FIG. 1 five light sources 4a are therefore provided. It goes without saying that, depending on the design of the inspection system according to the invention, a separate light source 4a can also be assigned to each row of workpieces. Furthermore, it goes without saying that the inspection system can also be used in each case to check only a single workpiece or only two or more workpieces arranged next to one another.
Ferner umfasst das Inspektionssystem 1 ein optisches System 5 zur Ausrichtung des von der Lichtquelle 4a emittierten Lichtes vorzugsweise seitlich auf das an der Halteeinrichtung 3 angeordnete zu überprüfende Werkstück 2 . Das emittierte Licht liegt j eweils wie allgemein im Rahmen der Erfindung bevorzugt im sichtbaren Bereich ( 380-780 nm) , ohne hierauf beschränkt zu sein . Das zu überprüfende Werkstück 2 befindet sich somit in seiner Untersuchungsoder Messposition an der Inspektionseinrichtung , wie in Fig . 2 und den anderen Figuren für das vom dargestellten Strahlengang erfasste Werkstück gilt . Furthermore, the inspection system 1 comprises an optical system 5 for aligning the light emitted by the light source 4a preferably laterally onto the workpiece 2 to be inspected arranged on the holding device 3 . The light emitted is in each case preferably in the visible range (380-780 nm), as is generally the case within the scope of the invention, without being restricted thereto. The workpiece 2 to be checked is thus in its examination or measuring position on the inspection device, as shown in FIG. 2 and the other figures for the workpiece covered by the illustrated beam path.
Das von der j eweiligen Lichtquelle 4a auf das zu untersuchende Werkstück 2 abgestrahlte Licht fällt hier in einem Winkel von 45 ° bis 135 ° , vorzugsweise 60 ° bis 120 ° oder 75 ° bis 105 ° , nach dem Ausführungsbeispiel in einem Winkel von 90 ° auf die Werkstücklängsachse 2a, um die Fehlerfreiheit des Werkstückes 2 überprüfen zu können . Das optische System 5 lenkt das Licht der Lichtquelle 4a im Wesentlichen oder genau senkrecht zur Werkstücklängsachse 2a auf das Werkstück . The light radiated from the respective light source 4a onto the workpiece 2 to be examined is incident here at an angle of 45° to 135°, preferably 60° to 120° or 75° to 105°, according to the exemplary embodiment at an angle of 90° the workpiece longitudinal axis 2a in order to be able to check that the workpiece 2 is free of defects. The optical system 5 directs the light from the light source 4a essentially or exactly perpendicular to the workpiece longitudinal axis 2a on the workpiece.
Das optische System 5 ist derart ausgebildet , dass dieses das Werkstück 2 zur Erzeugung dessen Schattenbildes 73 ( Fig . 6 ) bestrahlt und das Schattenbild auf das Erfassungsmittel proj iziert . Die auf das Werkstück einfallenden Lichtstrahlen sind zumindest im Wesentlichen parallelen oder parallelenzueinander ausgerichtet . Die Lichtquelle 4a bzw . sämtliche Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 4 emittieren hier Lichtbündel mit zumindest im Wesentlichen parallelen oder parallelen Lichtstrahlen . Das optische System 5 ist ausgebildet , dass die Lichtstrahlen des Werkstückschattenbildes als Bündel von zumindest im Wesentlichen parallelen oder parallelen Lichtstrahlen auf das optische Erfassungsmittel 6 treffen . Das optische System 5 ist bevorzugt derart ausgebildet , dass das erzeugte Schattenbild zumindest im Wesentlichen unverzerrt oder unverzerrt ist und dass das Schattenbild zumindest im Wesentlichen unverzerrt oder unverzerrt auf das Erfassungsmittel fällt . Die Belichtungszeit des Werkstückes kann kleiner 10 Mikrosekunden betragen . The optical system 5 is designed in such a way that it irradiates the workpiece 2 to generate its shadow image 73 (FIG. 6) and projects the shadow image onto the detection means. The light rays incident on the workpiece are aligned at least substantially parallel or parallel to one another. The light source 4a or All light sources of the lighting device 4 emit light bundles with at least essentially parallel or parallel light beams. The optical system 5 is designed such that the light beams of the workpiece silhouette impinge on the optical detection means 6 as a bundle of at least substantially parallel or parallel light beams. The optical system 5 is preferably designed in such a way that the shadow image generated is at least essentially undistorted and that the shadow image falls on the detection means at least essentially undistorted or undistorted. The exposure time of the workpiece can be less than 10 microseconds.
Ferner ist ein optisches Erfassungsmittel 6 ( allgemein verkürzt auch : „Erfassungsmittel" ) vorgesehen, wobei das Werkstück 2 im Strahlengang S des von der Lichtquelle emittierten Lichtes zwischen der Lichtquelle 4a und dem optischen Erfassungsmittel 6 angeordnet ist und das optische Erfassungsmittel das durch die Beleuchtung erzeugte Bild des Werkstückes 2 erfasst . Das Erfassungsmittel 6 ist hier als Kamera ausgebildet , kann aber auch als Bildsensor oder in anderer geeigneter Weise ausgebildet sein, wobei Kameras besonders bevorzugt sind, um das j eweilige Schattenbild unverzerrten aufzunehmen und auch anschließend einer Bildverarbeitung zuzuführen . Furthermore, an optical detection means 6 (generally abbreviated: "detection means") is provided, the workpiece 2 being arranged in the beam path S of the light emitted by the light source between the light source 4a and the optical detection means 6 and the optical detection means being generated by the illumination captures an image of the workpiece 2. The detection means 6 is designed here as a camera, but can also be designed as an image sensor or in some other suitable way, with cameras being particularly preferred in order to record the respective shadow image undistorted and then to send it to image processing.
Vorzugsweise ist ferner eine Auswerteeinrichtung 7 vorgesehen, welche Signal-übertragend mit dem optischen Erfassungsmittel 6 verbunden ist . Die Auswerteeinrichtung 7 ist konfiguriert , um einen Vergleich des von dem optischen Erfassungsmittel erfassten Werkstückbildes mit einer Referenz , beispielsweise einem Referenzbauteil , zu ermöglichen oder durchzuführen . Die entsprechende Auswertung kann mittels einer Recheneinrichtung erfolgen, beispielsweise auch durch Übereinanderlagerung oder Gegenüberstellung des erfassten Werkstückbildes mit der Referenz . Die Auswertung mittels der Auswerteeinrichtung kann rechnergestützt , beispielsweise unter elektronischer Bildverarbeitung , oder auf andere geeignete Weise erfolgen . Im einfachsten Fall wird das Werkstückbild auf einem Display des optischen Erfassungsmittels zur Überprüfung durch eine Person angezeigt . An evaluation device 7 is preferably also provided, which is connected to the optical detection means 6 in a signal-transmitting manner. The evaluation device 7 is configured to compare the detected by the optical detection means To enable or carry out a workpiece image with a reference, for example a reference component. The corresponding evaluation can be carried out using a computing device, for example by superimposing or comparing the recorded workpiece image with the reference. The evaluation by means of the evaluation device can be computer-aided, for example using electronic image processing, or in another suitable manner. In the simplest case, the workpiece image is shown on a display of the optical detection means for checking by a person.
Das optische System 5 ist hier besonders bevorzugt derart ausgebildet , dass dieses ein unverzerrtes Schattenbild des Werkstückes 2 aus mindestens einer Richtung quer zur Werkstücklängsachse erzeugt und das erzeugte Schattenbild unverzerrt auf das optische Erfassungsmittel proj iziert . „Unverzerrt" , auch „verzerrungsfrei" genannt , schließt hier sowie allgemein im Rahmen der Erfindung zumindest im Wesentlichen verzerrungsfrei oder verzerrungsfrei ein . Durch die Erzeugung des unverzerrten Schattenbildes kann auf apparativ einfache Weise besonders zuverlässig die Fehlerfreiheit des Werkstückes überprüft werden . The optical system 5 is particularly preferably designed here in such a way that it generates an undistorted shadow image of the workpiece 2 from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and projects the generated shadow image undistorted onto the optical detection means. “Undistorted”, also called “distortion-free”, includes here and generally within the scope of the invention at least essentially distortion-free or distortion-free. By generating the undistorted shadow image, the freedom from defects of the workpiece can be checked in a particularly reliable manner using simple equipment.
Das optische System 5 weist zumindest einen Planspiegel 5a auf , welcher das Licht Lichtquelle 4a, bzw . allgemein das Licht der dem j eweiligen Werkstück zugeordneten Lichtquelle 4a, auf das Werkstück 2 richtet , hier zwei derartige Planspiegel 5a , 5b , um möglichst unverzerrte Schattenbilder des Werkstückes zu erzeugen . In Bezug auf den Strahlengang von der Lichtquelle 4a auf das Werkstück 2 ist der zumindest eine Planspiegel 5a , hier beide Planspiegel 5a, 5b, unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet . Es versteht sich, dass gegebenenfalls auch mehr als zwei derartige Planspiegel , welche unmittelbar Licht auf das Werkstück lenken, zur Erzeugung von Schattenbildern desselben vorgesehen sein können .The optical system 5 has at least one plane mirror 5a, which the light source 4a, or. generally directs the light from the light source 4a associated with the respective workpiece onto the workpiece 2, here two such plane mirrors 5a, 5b, in order to produce shadow images of the workpiece that are as undistorted as possible. In relation to the beam path from the light source 4a to the workpiece 2, the at least one plane mirror 5a, here both plane mirrors 5a, 5b, is arranged directly in front of the workpiece. It goes without saying that, if necessary, more than two such plane mirrors, which direct light directly onto the workpiece, can be provided to generate shadow images of the same.
Das erzeugte Schattenbild ist gegenüber dem Werkstück zumindest im Wesentlichen unverzerrt oder unverzerrt . Das von den Planspiegeln 5a , 5b auf das Werkstück 2 abgestrahlte Licht wird im Strahlen- gangrichtung hinter dem Werkstück zumindest im Wesentlichen unverzerrt oder unverzerrt auf das Erfassungsmittel 6 umgeleitet bzw . proj iziert und von diesem j eweils erfasst . The shadow image produced is at least essentially undistorted or undistorted in relation to the workpiece. The light radiated from the plane mirrors 5a, 5b onto the workpiece 2 is gang direction behind the workpiece at least essentially undistorted or undistorted to the detection means 6 or redirected. projected and each recorded by this.
Zusätzlich zu dem zumindest einen Planspiegel 5a, 5b , nach dem Ausführungsbeispiel den zumindest beiden oder mehr Planspiegeln 5a , 5b, ist im Strahlengang hier ein als Planspiegel ausgebildeter Umlenkspiegel 5u beleuchtungsseitig vorgesehen, also in Bezug auf das Werkstück im Strahlengang der Beleuchtungseinrichtung zugewandt . Einer der Planspielgel 5a, 5b kann hierbei auch als Strahlengangteiler ausgebildet sein, wie unten beschrieben . Der Umlenkspiegel 5u lenkt hierbei das Licht von der Lichtquelle 4a in Richtung auf das Werkstück, wobei die Lichtabstrahlrichtung der Lichtquelle 4a in einem Winkel zu dem Licht angeordnet ist , welches zur Erzeugung des Schattenbildes auf das Werkstück fällt . Das Licht zur Erzeugung des Schattenbildes wird mittels des Umlenkspiegels 5u im Wesentlichen oder genau senkrecht zur Werkstücklängsachse 2a auf das Werkstück gerichtet . Die Lichtquelle 4a emittiert das Licht in einem anderen Winkel als zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Werkstücklängsachse 2a, hier koaxial zu der Werkstücklängsachse , in Richtung auf das Werkstück 2 . Der Umlenkspiegel 5u lenkt das von der Lichtquelle 4a emittierte Licht somit allgemein in eine Ebene um, welche zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zur Werkzeuglängsachse 2a angeordnet ist . Die Lichtumlenkung erfolgt hier um 90 ° , der Umlenkspiegel 5u ist hierzu in einem Winkel von 45 ° zur Werkstücklängsachse 2a angeordnet . Durch die Anordnung zumindest eines oder mehrerer Planspiegel , welche unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet sind, hier der Planspiegel 5a , 5b, und dem als Planspiegel ausgebildeten Umlenkspiegel 5u wird ein verzerrungsfreies Schattenbild des Werkstückes erzeugt . Das optische System 5 im Strahlengang zwischen der Beleuchtungseinrichtung und dem Werkstück 2 besteht hier ausschließlich aus Planspiegeln . In addition to the at least one plane mirror 5a, 5b, according to the exemplary embodiment the at least two or more plane mirrors 5a, 5b, a deflection mirror 5u designed as a plane mirror is provided on the lighting side in the beam path, i.e. facing the lighting device in relation to the workpiece in the beam path. One of the plane mirrors 5a, 5b can also be designed as a beam path splitter, as described below. The deflection mirror 5u deflects the light from the light source 4a in the direction of the workpiece, with the light emission direction of the light source 4a being arranged at an angle to the light which falls on the workpiece to produce the shadow image. The light for generating the shadow image is directed onto the workpiece essentially or exactly perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the workpiece by means of the deflection mirror 5u. The light source 4a emits the light at an angle other than at least substantially perpendicular to the longitudinal axis 2a of the workpiece, in this case coaxial to the longitudinal axis of the workpiece 12, in the direction of the workpiece 2. The deflection mirror 5u thus generally deflects the light emitted by the light source 4a into a plane which is arranged at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the tool. The light is deflected here by 90°, for this purpose the deflection mirror 5u is arranged at an angle of 45° to the longitudinal axis 2a of the workpiece. By arranging at least one or more plane mirrors, which are arranged directly in front of the workpiece, here the plane mirrors 5a, 5b, and the deflection mirror 5u designed as a plane mirror, a distortion-free shadow image of the workpiece is generated. The optical system 5 in the beam path between the illumination device and the workpiece 2 here consists exclusively of plane mirrors.
Ferner weist das optische System 5 im Strahlengang zwischen dem Werkstück 2 und dem optischen Erfassungsmittel 6 ebenfalls zumin- dest einen oder mehrere Planspiegel auf , welche in Strahlengangrichtung hintereinander angeordnet sind, nach dem Ausführungsbeispiel ausschließlich Planspiegel . Das Merkmal von „im Strahlengang hintereinander angeordneter optischer Elemente bezieht sich hier und allgemein im Rahmen der Erfindung auf die Ausbreitungsrichtung des Lichtes . Furthermore, the optical system 5 in the beam path between the workpiece 2 and the optical detection means 6 also has at least at least one or more plane mirrors, which are arranged one behind the other in the direction of the beam path, exclusively plane mirrors according to the exemplary embodiment. The feature of “optical elements arranged one behind the other in the beam path” relates here and generally within the scope of the invention to the propagation direction of the light.
Der Strahlengang S ist obj ektivseitig und/oder bildseitig telezentrisch ausgestaltet . Die Beleuchtungseinrichtung weist somit eine telezentrische Lichtquelle auf , welche somit Licht mit zueinander parallelen Strahlen auf das Werkstück emittiert . Mehrere oder sämtliche optische Elemente des optischen Systems 5 zwischen Beleuchtungseinrichtung und Werkstück sowie zwischen Werkstück 2 und Erfassungsmittel 6 sind hier abbildungsgetreu, sodass also parallel einfallende Lichtstrahlen als parallele Lichtstrahlen in Richtung auf das Erfassungsmittel weitergeleitet , insbesondere reflektiert , werden . Im Allgemeinen könnten hierzu auch lichtbrechende und/oder lichtbeugende optische Elemente , wie beispielsweise Linsen, insbesondere Linsenanordnungen mit mehreren hintereinander angeordneten Linsen als optisches Element , und/oder optische Prismen und/oder optische Platten eingesetzt werden . Vorzugsweise sind keine lichtbeugenden optischen Elemente vorgesehen . Lichtbrechende optische Elemente , insbesondere auch, um die effektive Länge von verschiedener Teilstrahlengänge . Die Verwendung von Planspiegeln ist j edoch besonders vorteilhaft , da diese konstruktiv einfach aufgebaut sind, preiswerte Bauteile darstellen und mit hoher optischer Güte herstellbar sind, um ein verzerrungsfreies Schattenbild des Werkzeuges zu erzeugen und auf das Erfassungsmittel zu proj izieren . The beam path S is telecentric on the objective side and/or on the image side. The lighting device thus has a telecentric light source, which thus emits light onto the workpiece with rays that are parallel to one another. Several or all of the optical elements of the optical system 5 between the lighting device and the workpiece and between the workpiece 2 and the detection means 6 are true to the image here, so that light rays that are incident in parallel are forwarded, in particular reflected, as parallel light rays in the direction of the detection means. In general, light-refracting and/or light-diffracting optical elements, such as lenses, in particular lens arrangements with a plurality of lenses arranged one behind the other as the optical element, and/or optical prisms and/or optical plates could also be used for this purpose. Preferably, no light-diffracting optical elements are provided. Refractive optical elements, in particular, to the effective length of different partial beam paths. However, the use of plane mirrors is particularly advantageous since they are structurally simple, represent inexpensive components and can be produced with high optical quality in order to produce a distortion-free silhouette of the tool and project it onto the detection means.
In dem Strahlengang S zwischen Beleuchtungseinrichtung bzw . Lichtquelle 4a und Erfassungsmittel 6 ist zumindest ein Strahlengangteiler 5s angeordnet , genauer gesagt im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 4a und dem Werkstück 2 . Der Strahlengangteiler 5s teilt das von einer Lichtquelle 4a der Beleuchtungseinrichtung emittierte Licht in zumindest zwei , hier genau zwei , getrennte Teilstrahlen SI , S2 ( Fig . 2b ) . Die verschiedenen Teilstrahlen Sl , S2 können, vorzugsweise gleichzeitig oder auch zeitlich versetzt , auf verschiedenen Werkstücke 2 , insbesondere solche unterschiedlicher Reihen RI , R2 , ausgerichtet sein, um gleichzeitig oder zeitlich versetzt Schattenbilder derselben zu erzeugen . Die Reihern RI , R2 sind hier geradlinig angeordnet , mit einem Abstand zwischen diesen . Der Strahlengangteiler 5s ist als Planspiegel ausgestaltet bzw . weist mehrere Planspiegel auf und ist genauer gesagt aus solchen zusammengesetzt . Der Strahlengangteiler 5s ist in Strahlengangrichtung unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet , so dass das von diesem unmittelbar auf das Werkstück gerichtete Licht ein Schattenbild erzeugt . Gegebenenfalls können auch mehrere derartige Strahlengangteiler vorgesehen sein, welche beispielsweise unterschiedliche Teilstrahlen auf mehrere Werkstücke 2 ausrichten . Die Teilstrahlengänge SI , S2 und die in diesen angeordneten optischen Elemente können allgemein ausgeführt sein, wie zu dem Strahlengang zwischen der j eweiligen Lichtquelle und dem Werkstück beschrieben . In the beam path S between the lighting device or At least one beam path splitter 5s is arranged at the light source 4a and the detection means 6 , more precisely in the beam path between the light source 4a and the workpiece 2 . The beam path splitter 5s splits the light emitted by a light source 4a of the illumination device into at least two, here exactly two, separate partial beams S1, S2 (FIG. 2b). The various partial beams Sl, S2 can be aligned, preferably simultaneously or with a time offset, on different workpieces 2, in particular those of different rows RI, R2, in order to generate shadow images of the same simultaneously or with a time offset. The rows R1 , R2 are here arranged in a straight line with a distance between them . The beam path splitter 5s is designed as a plane mirror or. has several plane mirrors and is more precisely composed of such. The beam path splitter 5s is arranged directly in front of the workpiece in the direction of the beam path, so that the light directed by it directly onto the workpiece generates a shadow image. If necessary, several such beam path splitters can also be provided, which, for example, align different partial beams onto several workpieces 2 . The partial beam paths SI, S2 and the optical elements arranged in them can be designed generally, as described for the beam path between the respective light source and the workpiece.
Der Strahlengangteiler 5 s ist hier ortsfest gegenüber der Lichtquelle 4a und den weiteren optischen Elementen des optischen Systems angeordnet , unter Umständen kann auch ein beweglicher Strahlengangteiler eingesetzt werden, welcher in unterschiedlichen Positionen seiner Bewegung Licht von der Lichtquelle 4a teilt und in Richtung auf verschiedene Reihen R umlenkt , wobei die Werkstücke dieser Reihen gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeiten von dem j eweiligen Licht unter Erzeugung eines Schattenbildes beaufschlagt werden, was allgemein im Rahmen der Erfindung gelten kann . The beam path splitter 5s is arranged in a fixed position opposite the light source 4a and the other optical elements of the optical system, under certain circumstances a movable beam path splitter can also be used, which splits light from the light source 4a in different positions of its movement and in the direction of different rows R deflects, the workpieces of these rows being acted upon simultaneously or at different times by the respective light to produce a shadow image, which can generally apply within the scope of the invention.
Der Strahlengangteiler 5 s , oder allgemein auch ein anderes optisches Element , vorzugsweise in Ausbildung als Planspiegel , ist derart in dem von der Lichtquelle 4a emittierten Licht angeordnet , dass von dem Lichtstrahl ein Teilstrahl Sla ausgeblendet wird und ein anderer Teilstrahl Slb zu einem anderen optischen Element , vorzugsweise in Ausbildung als Planspiegel durchgelassen wird, wobei beide oder gegebenenfalls auch mehr Teilstrahlen auf das Werkstück 2 zur Erzeugung j eweils eines Schattenbildes desselben gestrahlt werden . Der Strahlengangteiler stellt hier zugleich den Planspiegel 5a für das gegebene Werkstück 2 bereit . Die im Strahlengang S zwischen Lichtquelle 4a und Werkstück 2 angeordneten optischen Elemente sind hier derart angeordnet , dass die von mehreren Teilstrahlen Sla , Slb erzeugten Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes voneinander separiert mittels der Erfassungsmittel 6 erfasst werden und vorzugsweise mittels der Auswerteeinrichtung separat auswertbar sind . Die Auswertung kann derart erfolgen, dass ein Rundlauf des Werkstückes überprüft werden kann . Auf Fig . 6 sei entsprechend verwiesen . The beam path splitter 5s, or generally another optical element, preferably in the form of a plane mirror, is arranged in the light emitted by the light source 4a in such a way that a partial beam Sla is hidden from the light beam and another partial beam Slb to another optical element , is preferably transmitted in the form of a plane mirror, with both or optionally more partial beams being radiated onto the workpiece 2 in order to produce a respective shadow image of the same. At the same time, the beam path splitter provides the plane mirror 5a for the given workpiece 2 . The optical elements arranged in the beam path S between the light source 4a and the workpiece 2 are arranged here in such a way that the shadow images of the respective workpiece generated by a plurality of partial beams Sla, Slb are detected separately from one another by the detection means 6 and can preferably be evaluated separately by the evaluation device. The evaluation can be carried out in such a way that concentricity of the workpiece can be checked. On Fig. 6 is referred to accordingly.
Die beiden Teilstrahlen Sla und Slb werden hier in einer Richtung von ca . 90 ° zueinander auf das Werkstück gerichtet und treffen in diesem Winkel auf das Werkstück auf . Die beiden Teilstrahlen Sla, Slb treffen zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zur Werkstücklängsachse 2a auf das Werkstück 2 auf . The two partial beams Sla and Slb are here in a direction of approx. 90° to each other towards the workpiece and impinge on the workpiece at this angle. The two partial beams Sla, Slb impinge on the workpiece 2 at least substantially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 2a of the workpiece.
In Richtung des Strahlenganges zwischen der Lichtquelle 4a und dem Werkstück 2 ist eine Lichtumlenkeinrichtung 51 des optischen Systems vorgesehen, wobei in Bezug auf die Bestrahlungsrichtung des Lichtes in der zu der Werkstücklängsachse zumindest im Wesentlichen senkrecht stehenden Ebene zumindest ein erster Teil der Lichtumlenkeinrichtung 511 vor dem Werkstück und ein zweiter Teil der Lichtumlenkeinrichtung 512 hinter dem Werkstück angeordnet ist . Diese Anordnung der Lichtumlenkeinrichtungsteile 511 , 512 vor und hinter dem Werkstück 2 bezieht sich hier auch auf die Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung durch das optische System, entsprechend der Pfeilrichtung . Die Lichtumlenkeinrichtungen 511 und 512 sind hier auf unterschiedlichen Seiten einer Senkrechten der geradlinigen Werkstückreihe R angeordnet und somit vor und hinter dem Werkstück positioniert . Diese Lichtumlenkeinrichtung 51 ist in dem zumindest im Wesentlichen senkrecht bzw . senkrecht zur Werkstücklängsachse auf das Werkstück gestrahlten Licht bzw . Lichtstrahl angeordnet . Jeder der beiden Teile der Lichtumlenkeinrichtung 511 , 512 lenkt hierbei Licht unmittelbar auf das Werkstück und erzeugt j eweils ein Schattenbild des Werkstückes , hier also unterschiedliche Schattenbilder aus unter Richtungen zum Werk- stück . Gegebenenfalls können auch mehr als zwei derartige Lichtumlenkeinrichtungen vorgesehen sein und/oder die Lichtumlenkeinrichtung mehr als zwei Teile umfassen, sodass somit mehr als zwei Schattenbilder des einen Werkstückes erzeugt werden . Die j eweiligen Schattenbilder des einen Werkstückes 2 werden j eweils voneinander separiert auf das optische Erfassungsmittel 6 proj iziert und von diesem separat erfasst . Die verschiedenen Schattenbilder des einen Werkstückes , welche mittels der verschiedenen Teile der Lichtumlenkeinrichtung 51 erzeugt werden, können gleichzeitig , gegebenenfalls auch zeitlich versetzt , von dem Erfassungsmittel 6 erfasst werden, was auch allgemein im Rahmen der Erfindung gelten kann . Die von den beiden Teilen der Lichtumlenkeinrichtung 511 , 512 auf das Werkstück ausgerichteten Strahlen, welche separate Schattenbilder des Werkstückes erzeugen, schließen miteinander einen Winkel ein, vorzugsweise einen Winkel von h 30 ° und/oder , und 120 ° , vorzugsweise ca . A light deflection device 51 of the optical system is provided in the direction of the beam path between the light source 4a and the workpiece 2, with at least a first part of the light deflection device 511 being located in front of the workpiece in relation to the irradiation direction of the light in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece and a second part of the light deflection device 512 is arranged behind the workpiece. This arrangement of the light deflection device parts 511, 512 in front of and behind the workpiece 2 also relates here to the direction of movement of the holding device through the optical system, corresponding to the direction of the arrow . The light deflection devices 511 and 512 are arranged here on different sides of a vertical of the straight workpiece row R and are thus positioned in front of and behind the workpiece. This light deflection device 51 is at least substantially perpendicular or light radiated perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece or Arranged light beam. Each of the two parts of the light deflection device 511, 512 deflects light directly onto the workpiece and generates a shadow image of the workpiece, in this case different shadow images from the two directions to the workpiece. piece . If necessary, more than two such light deflection devices can also be provided and/or the light deflection device can comprise more than two parts, so that more than two shadow images of one workpiece are generated. The respective shadow images of one workpiece 2 are each projected separately from one another onto the optical detection means 6 and are detected separately by it. The different shadow images of one workpiece, which are generated by the different parts of the light deflection device 51, can be detected by the detection means 6 at the same time, possibly also with a time offset, which can also apply generally within the scope of the invention. The beams directed onto the workpiece by the two parts of the light deflection device 511, 512, which produce separate shadow images of the workpiece, enclose an angle with one another, preferably an angle of h 30° and/or , and 120 ° , preferably approx .
90 ° . In Bezug auf die Ausgestaltung der Lichtumlenkeinrichtung und die Führung des Strahlenganges sei auf die obigen Ausführungen zu dem Strahlengangteiler verwiesen . Die Lichtumlenkeinrichtungen 511 und 512 sind hier als Planspiegel ausgebildet . Die Lichtumlenkeinrichtung 511 ist hierbei zugleich Teil des Strahlengangteilers 5 s , was aber nicht zwingend ist . Die Lichtumlenkeinrichtung 512 ist hier nicht zugleich Teil eines Strahlengangteilers , kann dies aber gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich sein . Durch die Anordnung der Lichtumlenkeinrichtungen 511 und 512 , welche in Bezug auf die genannte Bestrahlungsrichtung und/oder Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung 3 vor bzw . hinter dem Werkstück angeordnet sind, kann somit die der Lichtquelle zugewandte Vorderseite und die der Lichtquelle abgewandte Rückseite des Werkstückes durch Erzeugung von Schattenbildern überprüft werden . Auch die Lichtumlenkeinrichtungen 511 , 512 oder gegebenenfalls sämtliche der vorgesehenen Lichtumlenkeinrichtungen, welche zur Erzeugung des Schattenbildes das Licht unmittelbar auf das Werkstück ausrichten, sind nach dem Ausführungsbeispiel als Planspiegel ausgebildet . 90 degrees. With regard to the design of the light deflection device and the guidance of the beam path, reference is made to the above statements on the beam path splitter. The light deflection devices 511 and 512 are designed here as plane mirrors. In this case, the light deflection device 511 is at the same time part of the beam path splitter 5 s, but this is not mandatory. Here, the light deflection device 512 is not at the same time part of a beam path splitter, but can optionally be an alternative or additional part. The arrangement of the light deflection devices 511 and 512, which are in front of or are arranged behind the workpiece, the front side facing the light source and the back side of the workpiece facing away from the light source can thus be checked by generating shadow images. The light deflection devices 511, 512 or, if applicable, all of the light deflection devices provided, which align the light directly onto the workpiece to generate the shadow image, are designed as plane mirrors according to the exemplary embodiment.
Zwischen den auf das Werkstück fallenden Strahlen von zumindest zwei Teilen der Lichtumlenkeinrichtungen 51 , hier der Teile 511 , 512 , ist ein Winkel von h 30 ° und/oder 175 ° , vorzugsweise h 145 ° und 35 ° , bevorzugt b 60 ° und 120 ° , hier ca . 90 ° vorgesehen . Die zur Werkstückreihe angeordnete Senkrechte stellt hierbei zumindest in etwa eine Winkelhalbierende des besagten Winkels der von den Teilen 511 , 512 der Lichtumlenkeinrichtung auf das Werkstück unmittelbar ausgerichteten Strahlen dar . Between the beams falling on the workpiece from at least two parts of the light deflection devices 51, here the parts 511, 512 , is an angle of h 30° and/or 175°, preferably h 145° and 35°, preferably b 60° and 120°, here approx. 90° intended. The perpendicular arranged to the row of workpieces represents at least approximately a bisector of said angle of the beams directed directly onto the workpiece by parts 511 , 512 of the light deflection device.
Jedem der Teile 511 , 512 der Lichtumlenkeinrichtungen 51 , gegebenenfalls auch in Ausbildung eines Strahlengangteiler 5s oder allgemein in Ausbildung als optisches Element 5a , b , im Ausführungsbeispiel als Planspiegel , welches Licht der Lichtquelle 4a unmittelbar auf das Werkstück zur Ausbildung eines Schattenbildes desselben strahlt , ist in Richtung des Strahlenganges zwischen Werkstück und optischem Erfassungsmittel 6 eine korrespondierendes Teil 5rl , 5r2 einer Lichtumlenkeinrichtung 5r zugeordnet . Dies gilt allgemein unabhängig von der Anordnung der Teile der Lichtumlenkeinrichtung 51 , also z . B . in Bezug auf die Anordnung vor oder hinter dem Werkstück, es können also auch alle Teile der Lichtumlenkeinrichtung 51 vor oder hinter dem Werkstück angeordnet sein . Hierdurch wird von dem j eweiligen lichtquellenseitigen Teil 511 der Lichtumlenkeinrichtung 51 erzeugte Schattenbild auf die Lichtumlenkeinrichtung 5rl abgebildet und von dieser in Richtung auf das Erfassungsmittel 6 umgelenkt bzw . proj iziert . Das von dem Lichtumlenkeinrichtungsteil 512 erzeugte Schattenbild wird über das korrespondierende Lichtumlenkeinrichtungsteil 5r2 auf das optische Erfassungsmittel umgelenkt bzw . proj iziert . Die Teile 511 und 512 sowie die Teile 5rl und 5r2 sind hier als separate Teile ausgebildet . Die Teile 5rl , 5r2 sind j eweils als Planspiegel ausgebildet . Hierdurch werden dem optischen Erfassungsmittel 6 verschiedene Schattenbilder ein und desselben Werkstückes , hier aus verschiedenen Ansichten bzw . Bestrahlungsrichtungen des einen Werkstückes , zugeführt . Each of the parts 511, 512 of the light deflection devices 51, optionally also in the form of a beam path splitter 5s or generally in the form of an optical element 5a, b, in the exemplary embodiment as a plane mirror, which radiates light from the light source 4a directly onto the workpiece to form a shadow image of the same a corresponding part 5rl, 5r2 of a light deflection device 5r is assigned in the direction of the beam path between the workpiece and the optical detection means 6. This generally applies regardless of the arrangement of the parts of the light deflection device 51, ie z. B. in relation to the arrangement in front of or behind the workpiece, so all parts of the light deflection device 51 can also be arranged in front of or behind the workpiece. As a result, the shadow image generated by the respective light source-side part 511 of the light deflection device 51 is projected onto the light deflection device 5rl and is deflected or deflected by the latter in the direction of the detection means 6. projected . The silhouette generated by the light deflection device part 512 is deflected or deflected onto the optical detection means via the corresponding light deflection device part 5r2. projected . The parts 511 and 512 and the parts 5rl and 5r2 are designed here as separate parts. The parts 5rl, 5r2 are each designed as plane mirrors. As a result, different shadow images of one and the same workpiece are presented to the optical detection means 6, here from different views or Irradiation directions of a workpiece supplied.
Die Lichtumlenkeinrichtung 5rl ist Teil eines optischen Elementes 5v, welches zwei in einem Winkel zueinander angestellte Planspiegel aufweist , also zusätzlich zu dem Planspiegel 5rl einen weite- ren Planspiegel 5vl . Die Lichtumlenkeinrichtung 5v ist hier konstruktiv aufgebaut wie ein Strahlengangteiler 5 s , so dass auf die Ausführungen hierzu Bezug genommen wird . Allerdings ist die Kante der Lichtumlenkeinrichtung 5v, in welcher die Planspielgel 5rl , 5vl zusammenlaufen oder aneinander anstoßen, dem Erfassungsmittel 6 zugewandt . Das optische Element 5v leitet hierbei die Lichtstrahlen von Werkstücken unterschiedlicher Werkstückreihen RI , R2 hier dem einen gemeinsamen Erfassungsmittel 6 zu, was hier mittels der nachfolgend beschrieben Lichtumlenkeinrichtung 5n erfolgt . Das optische Element 5v ist somit mit seinen zumindest zwei oder genau zwei Teilelementen 5rl , 5vl im Strahlengang zwischen zumindest einer Lichtquelle , hier zwei Lichtquellen, und zwei Werkstücken, vorzugsweise Werkstücken verschiedener Reihen, und einem - also einem gemeinsamen - Erfassungsmittel 6 , welches die Schattenbilder der zumindest zwei Werkstücke verschiedener Reihen RI , R2 erfasst und bevorzugt der Auswerteeinrichtung 7 signalübertragend zuleitet . Das optische Element 5v vereinigt also die Schattenbilder verschiedener Werkstücke 2 verschiedener Reihen RI , R2 . Das Erfassungsmittel erfasst hier die Schattenbilder der Werkstücke 2 , 2 ' verschiedener Reihen RI , R2 gleichzeitig, da die Werkstücke 2 , 2 ' in Bezug auf den Durchlauf durch das optische System bzw . an der Halteeinrichtung 3 auf gleicher Höhe angeordnet sind . Sind die Werkstücke 2 , 2 ' in Bezug auf den Durchlauf durch das optische System bzw . an der Halteeinrichtung 3 auf unterschiedlicher Höhe angeordnet , also bei Betrachtung von der Seite nicht hintereinander sondern versetzt zueinander angeordnet , so erfasst das Erfassungsmittel die Werkstücke 2 , 2 ' verschiedener Reigen RI , R2 zu verschiedenen Zeitpunkten, wobei sich in Bezug auf das j eweilige Werkstück am Strahlengang j edoch nichts ändert . The light deflection device 5rl is part of an optical element 5v, which has two plane mirrors set at an angle to one another, i.e. in addition to the plane mirror 5rl a further ren plane mirror 5vl . The light deflection device 5v is structurally constructed here like a beam path splitter 5s, so that reference is made to the explanations in this regard. However, the edge of the light deflection device 5v, in which the plane mirrors 5rl, 5vl converge or abut one another, faces the detection means 6. In this case, the optical element 5v directs the light beams from workpieces of different workpiece rows RI, R2 here to the one common detection means 6, which takes place here by means of the light deflection device 5n described below. The optical element 5v, with its at least two or exactly two sub-elements 5rl, 5vl, is thus in the beam path between at least one light source, here two light sources, and two workpieces, preferably workpieces from different rows, and one--i.e. a common--detection means 6, which captures the shadow images which detects at least two workpieces from different rows RI, R2 and preferably forwards them to the evaluation device 7 in a signal-transmitting manner. The optical element 5v thus combines the shadow images of different workpieces 2 of different rows RI, R2. The detection means here detects the shadow images of the workpieces 2, 2' of different rows RI, R2 simultaneously, since the workpieces 2, 2' with respect to the passage through the optical system or are arranged on the holding device 3 at the same height. Are the workpieces 2, 2' in relation to the passage through the optical system or arranged on the holding device 3 at different heights, i.e. not one behind the other but offset from one another when viewed from the side, the detection means detects the workpieces 2, 2' of different rows RI, R2 at different times, with the respective workpiece however, nothing changes in the beam path.
Ferner ist eine Lichtumlenkeinrichtung 5n vorgesehen, um die erzeugten Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes in Richtung auf das optische Erfassungsmittel 6 , hier beispielsweise eine Kamera, umzulenken . Die Umlenkung erfolgt hier durch Reflexion . Die Lichteinfallsrichtung in das Erfassungsmittel 6 steht hier in einem Winkel , hier senkrecht , auf der Ebene E , in welcher die Schattenbilder erzeugt werden . Die Lichtumlenkeinrichtung 5n ist hier ebenfalls mit 45 ° zur Ebene E und/oder zur Lichteinfallsrichtung in das optische Erfassungsmittel 6 angeordnet . Die Lichtumlenkeinrichtungen 5n ist hier als Planspiegel ausgebildet . Die Lichtumlenkeinrichtung 5n lenkt hierbei mehrere oder sämtliche der Teilstrahlen Sla , Slb, welche einzelnen Schattenbildern des einen Werkstückes entsprechen, auf das Erfassungsmittel 6 . Das Erfassungsmittel 6 ist hier außerhalb der senkrecht zur Werkstücklängsachse stehenden Ebene E angeordnet . Allgemein im Rahmen der Erfindung können j edoch gegebenenfalls auch mehrere Lichtumlenkreinrichtungen 5n vorgesehen sein, um die mehreren Schattenbilder eines Werkstückes auf das Erfassungsmittel zu lenken . Dies kann auch allgemein im Rahmen der Erfindung gelten . Furthermore, a light deflection device 5n is provided in order to deflect the generated shadow images of the respective workpiece in the direction of the optical detection means 6, here for example a camera. The deflection takes place here by reflection. The direction of incidence of light in the detection means 6 is here at an angle, here perpendicular, to the plane E in which the shadow images are generated. The light diverter 5n is here also arranged at 45° to the plane E and/or to the direction of incidence of light in the optical detection means 6 . The light deflection device 5n is designed here as a plane mirror. The light deflection device 5n directs several or all of the partial beams Sla, Slb, which correspond to individual shadow images of one workpiece, onto the detection means 6. The detection means 6 is arranged here outside of the plane E perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece. In general, within the scope of the invention, however, multiple light deflection devices 5n can also be provided, if necessary, in order to direct the multiple shadow images of a workpiece onto the detection means. This can also apply generally within the scope of the invention.
Die Lichtumlenkeinrichtung 5n lenkt Teilstrahlen SI , S2 verschiedener Werkstücke 2 , welche hier in verschiedenen Reihen RI , R2 angeordnet sind, auf das Erfassungsmittel 6 , was unabhängig von oder zusätzlich zu der Umlenkung der verschiedenen Teilstrahlen Sla, Slb in Bezug auf ein konkretes Werkstück gelten kann bzw . hier zusätzlich gilt . Dies kann auch allgemein im Rahmen der Erfindung gelten . The light deflection device 5n deflects partial beams SI, S2 of different workpieces 2, which are arranged here in different rows RI, R2, onto the detection means 6, which can apply independently of or in addition to the deflection of the different partial beams Sla, Slb in relation to a specific workpiece or . additionally applies here. This can also apply generally within the scope of the invention.
Die optischen Elemente 511 , 512 , 5 s , welche Licht unmittelbar auf das Werkstück zur Erzeugung zumindest eines oder mehrerer Schattenbilder des Werkstückes strahlen, sind derart angeordnet , dass das Licht und damit auch das Schattenbild von einem mittleren Werkstückabschnitt erzeugt wird, bezogen auf die Werkstücklängsrichtung , gegebenenfalls alternativ oder zusätzlich aber auch beispielsweise auch vom freien Endbereich des Werkstückes , welcher der Werkstückhalterung gegenüberliegt , bspw . einer Pipettenspitzenöffnung, eines Gefäßbodens oder dergleichen . The optical elements 511, 512, 5s, which radiate light directly onto the workpiece to generate at least one or more shadow images of the workpiece, are arranged in such a way that the light and thus also the shadow image are generated by a central workpiece section, based on the longitudinal direction of the workpiece , optionally alternatively or additionally , for example , also from the free end area of the workpiece , which is opposite the workpiece holder , e.g. a pipette tip opening, a vessel bottom or the like.
Bei dem Inspektionssystem gemäß Fig . 2 sind die Werkstücke 2 in einander seitlich beabstandeten Reihen RI , R2 angeordnet . Die Halteeinrichtung 3 ist hier beispielsweise ausgebildet , wie in Fig . 1 dargestellt , oder auf andere geeignete Weise . Von den mehreren Werkstückreihen der Halteeinrichtung, gemäß Fig . 1 acht derartige Reihen, sind in Fig . 2 nur zwei derartige Reihen dargestellt . Die Halteeinrichtung 3 ist hierbei gegenüber dem optischen System 5 lageveränderlich, insbesondere translatorisch lageveränderlich, sodass bei Verschiebung der Halteeinrichtung gegen über dem optischen System 5 die Werkstücke entlang der Längserstreckung der Reihen R durch das optische System 5 geführt werden . Die Halteeinrichtung kann hierbei kontinuierlich bewegt werden, sodass die Werkstücke das optische System kontinuierlich durchlaufen, gegebenenfalls ist auch eine schrittweise Bewegung der Halteeinrichtung möglich . Hierdurch tritt nacheinander j eweils eines der Werkstücke der j eweiligen Reihe R in den Untersuchungsbereich des optischen Systems 5 ein, wie dies für die beiden in Fig . 2 dargestellten Reihen für j eweils ein Werkstück (mit entsprechendem Strahlengang ) dargestellt ist . In der dargestellten Untersuchungsposition des Werkstückes schneiden sich die Teilstrahlen Sla , Slb der Lichtumlenkeinrichtungen 511 , 512 . Es versteht sich aber , dass - auch allgemein im Rahmen der Erfindung - das j eweilige Werkstück auch in Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung voneinander beabstandete Untersuchungs- oder Messpositionen durchlaufen kann, wobei in den beabstandeten Untersuchungspositionen Schattenbilder aus verschiedenen Richtungen und/oder von verschiedenen Längsabschnitten des ein und desselben Werkstückes erzeugt werden, welche in der Auswerteeinrichtung 7 einzeln oder zusammen ausgewertet werden können . Die j eweilige Lichtquelle 4a, welche also einem Werkstück oder einer Werkstückreihe zur Schattenbilderzeugung des j eweiligen Werkstückes zugeordnet ist , ist hier zwischen benachbarten Reihen RI , R2 , vorzugsweise mittig zwischen diesen, angeordnet . Dies gilt hier auch für den Strahlengangteiler 5s und die Lichtumlenkeinrichtung 5n, und auf der gegenüberliegenden Seite des gegebenen Werkstückes bzw . der Werkstückreihe für die Lichtumlenkeinrichtungen 5rl , 5rl , 5v und das Erfassungsmittel 6 . Um auch die das Feld von Werkstücken seitlich begrenzenden Werkstückreihen erfassen zu können, sind somit an den seitlichen Begrenzungen des Feldes zwei weitere Lichtquellen 4a mit zugeordneten Strahlengangteilern 5s vorgesehen, sodass für die acht Werkstückreihen lediglich fünf Lichtquellen 4a mit zugeordneten Strahlengangteilern 5s vorgesehen sind . Ferner ist bei der beschriebenen Anordnung der Halteeinrichtung 3 mit mehr als zwei oder mehr als 3 voneinander beabstandeten Reihen von Halterungen für j eweils zumindest oder genau ein Werkstück, zwischen dem Werkstück und dem Erfassungsmittel 6 eine Lichtumlenkeinrichtung 5n vorgesehen, welche die Schattenbilder von zwei Werkstücken verschiedener Werkstückreihen R auf ein Erfassungsmittel 6 ausrichtet . Die Schattenbilder der zwei Werkstücke der unterschiedlichen Reihen können hierbei vorzugsweise gleichzeitig von einen Erfassungsmittel erfasst werden, oder gegebenenfalls auch zeitlich nacheinander , insbesondere dann, wenn die Werkstücke verschiedener Reihen die Untersuchungsposition des optischen Systems zur Erzeugung des oder der Schattenbilder des j eweiligen Werkstückes zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt durchlaufen . Hierdurch ist somit für zwei Werkstückreihen R, hier zwei benachbarte Werkstückreihen RI , R2 , lediglich ein optisches Erfassungsmittel 6 notwendig, was besonders kostengünstig ist und Bauraum, insbesondere bei eng zusammenstehenden Werkstückreihen, spart . Für die acht Werkstückreihen bei einer Halterung gemäß Fig . 1 sind somit lediglich vier optische Erfassungsmittel 6 wie bspw . Kameras erforderlich . Es versteht sich, dass die in der Figur des Ausführungsbeispiels dargestellte Strahlengang - wie auch bei den anderen Ausführungsbeispielen - auch umgekehrt werden kann, so dass hier vier Lichtquellen 4a und fünf Erfassungsmittel 6 eingesetzt werden könnten - was angesichts der höheren Kosten des Erfassungsmittels gegenüber der Lichtquelle aber weniger vorteilhaft ist . In the inspection system according to FIG. 2 the workpieces 2 are arranged in laterally spaced rows RI, R2. The holding device 3 is designed here, for example, as shown in FIG. 1 , or in any other suitable manner . Of the several rows of workpieces of the holding device, according to FIG. 1 eight such rows are shown in FIG. 2 shows only two such rows. the The holding device 3 can change its position relative to the optical system 5, in particular translationally, so that when the holding device is displaced relative to the optical system 5, the workpieces are guided through the optical system 5 along the longitudinal extent of the rows R. In this case, the holding device can be moved continuously, so that the workpieces continuously pass through the optical system; if necessary, a step-by-step movement of the holding device is also possible. As a result, one of the workpieces of the respective row R enters the examination area of the optical system 5 one after the other, as is the case for the two in FIG. 2 rows shown for each one workpiece (with a corresponding beam path) is shown. In the examination position of the workpiece shown, the partial beams Sla, Slb of the light deflection devices 511, 512 intersect. It goes without saying, however, that - also generally within the scope of the invention - the respective workpiece can also pass through examination or measurement positions that are spaced apart from one another in the direction of movement of the holding device, with shadow images from different directions and/or from different longitudinal sections of one and the same workpiece are generated, which can be evaluated individually or together in the evaluation device 7. The respective light source 4a, which is therefore assigned to a workpiece or a row of workpieces for generating a shadow image of the respective workpiece, is arranged here between adjacent rows R1, R2, preferably in the middle between them. This also applies here to the beam path splitter 5s and the light deflection device 5n, and on the opposite side of the given workpiece or the row of workpieces for the light deflection devices 5rl, 5rl, 5v and the detection means 6. In order to also be able to detect the rows of workpieces laterally delimiting the field of workpieces, two further light sources 4a with associated beam path splitters 5s are provided at the lateral boundaries of the field, so that only five light sources 4a with associated beam path splitters 5s are provided for the eight rows of workpieces. Furthermore, in the arrangement described, the holding device 3 is spaced apart by more than two or more than 3 Rows of holders for each at least or exactly one workpiece, between the workpiece and the detection means 6 a light deflection device 5n is provided, which aligns the shadow images of two workpieces of different workpiece rows R on a detection means 6. The shadow images of the two workpieces in the different rows can preferably be captured simultaneously by a detection means, or possibly also in chronological succession, in particular if the workpieces in different rows have reached the examination position of the optical system for generating the shadow image(s) of the respective workpiece at a different run through time . As a result, only one optical detection means 6 is required for two rows of workpieces R, here two adjacent rows of workpieces RI, R2, which is particularly cost-effective and saves installation space, particularly in the case of rows of workpieces standing close together. For the eight rows of workpieces with a holder according to FIG. 1 are thus only four optical detection means 6 such as. cameras required. It goes without saying that the beam path shown in the figure of the exemplary embodiment - as in the other exemplary embodiments - can also be reversed, so that four light sources 4a and five detection means 6 could be used here - which, in view of the higher costs of the detection means compared to the light source but is less beneficial.
Die Lichtquellen 4a der Beleuchtungseinrichtung sind hierbei j eweils als Punktquelle ausgebildet , welche über deren gesamten Abstrahlfläche eine gleichmäßige Lichtstärke aufweist . Der Durchmesser der Lichtquelle ist hierbei derart bemessen, dass diese den Strahlengangteiler 5 s bzw . entsprechend einer ersten Lichtumlenkeinrichtung 511 sowie eine zweite Lichtumlenkeinrichtung 512 j eweils bestrahlt , um entsprechende Schattenbilder zu erzeugen . Die Lichtquellen emittieren hier Lichtbündel mit zueinander parallelen Lichtstrahlen . The light sources 4a of the lighting device are each designed as a point source, which has a uniform light intensity over its entire emission surface. The diameter of the light source is dimensioned in such a way that the beam path splitter 5s or are each irradiated in accordance with a first light deflection device 511 and a second light deflection device 512 in order to generate corresponding shadow images. The light sources here emit light bundles with light beams that are parallel to one another.
Fig . 2 c zeigt eine Abwandlung des Inspektionssystems nach Fig . 2a , b, im Übrigen sei auf die dortigen Ausführungen Bezug genommen . Das optische System ist derart ausgebildet , dass das j eweils zu untersuchende Werkstück 2 , hier gleichzeitig, mit zwei getrennten Teilstrahlen Sla, Slb einer Lichtquelle 4 bestrahlt wird, um mit j edem Teilstrahl Sla , Slb ein verschiedenes Schattenbild des j eweiligen Werkstückes zu erzeugen . Die getrennten Teilstrahlen Sla , Slb für dasselbe Werkstück werden von einem gemeinsamen Erfassungsmittel 6 erfasst . Die getrennten Teilstrahlen Sla, Slb zwischen dem Werkstück in seiner Untersuchungsposition, wie in Fig . 2b dargestellt , und dem Erfassungsmittel 6 weisen eine unterschiedliche Strahlenganglänge j eweils zwischen Werkstück 2 und Erfassungsmittel 6 auf , so ist in diesem Abschnitt der Strahlengang des Teilstrahls Slb länger als der Teilstrahl Sla . Bei größerem Unterschied der Teilstrahlenlänge , wie in Fig . 2 c, könnten die beiden Schattenbilder bei gegebener Tiefenschärfe des Erfassungsmittelobj ektivs mit unterschiedlicher Schärfe erscheinen . In einem der Strahlengänge der Teilstrahlen Sla, Slb zwischen Werkstück und Erfassungsmittel , hier im längeren Teilstrahl Slb , ist daher hier ein optisches Element 5x1 ( gestrichelt ) als Anpassungselement angeordnet , welches die Bildschärfe der verschiedenen Schattenbilder im Erfassungsmittel aneinander angleicht bzw . auf eine gleiche Schärfe korrigiert . Das optische Element 5x1 ist hier als Prisma ausgebildet . Der Teilstrahl Slb fällt senkrecht auf die Lichteintrittsfläche des Prismas und verlässt das Prisma senkrecht zur Lichtaustrittsfläche desselben . Das Prisma ist hier ein 90 ° - Prisma , Lichteintritts- und Lichtaustrittsfläche stehen senkrecht aufeinander . Das optische Element 5x1 ist unmittelbar , also im allgemeinen vorzugsweise spaltfrei , an dem Lichtumlenkelement , hier dem Planspiegel 5n, angeordnet , beispielsweise dauerhaft an diesem befestigt . Im Teilstrahlengang Sla ( in Fig . 2c nicht dargestellt ) ist kein derartiges Anpassungselement angeordnet , wobei allgemein bei geeigneter Ausbildung der Anpassungselemente gegebenenfalls auch in allen Teilstrahlengängen für das eine Werkstück Anpassungselemente vorgesehen sein können . Da auf das Lichtumlenkelement 5n hier zwei Lichtstrahlen SI , S2 von 2 verschiedenen Werkstücken verschiedener Reihen fallen, welche hier aus zwei verschiedenen Lichtquellen stammen, ist auch für den Teilstrahlengang S2b, welcher länger als der Teilstrahlengang Sla ist , ein zweites optisches Anpassungselement 5x2 vorgesehen . Die Anpassungselemente 5x1 und 5x2 sind bei der gegeben Strahlenganggeometrie baugleich ausgebildet , was aber nicht zwingend sein muss . Die beiden Anpassungselemente 5x1 , 5x2 sind hier an den beiden Randbereichen der Umlenkeinrichtung bzw . Planspiegel 5n angeordnet . In den Zwischenraum Z zwischen diesen fallen die kürzeren Teilstrahlen Sla , S2a unmittelbar auf das Umlenkelement 5n . Das mittels der Lichtumlenkeinrichtungen bzw . Planspiegel 5r2 in Richtung auf das Erfassungsmittel 6 gestrahlte Licht fällt somit auf das j eweilige Anpassungselement 5x, das mittels der Lichtumlenkeinrichtungen bzw . Planspiegel 5rl in Richtung auf das Erfassungsmittel 6 gestrahlte Licht fällt in den Zwischenraum Z und damit direkt auf den Umlenkspiegel 5n . Fig. 2c shows a modification of the inspection system according to FIG. 2a, b, for the rest, reference is made to the statements made there. The optical system is designed in such a way that the workpiece 2 to be examined is irradiated, here simultaneously, with two separate partial beams Sla, Slb of a light source 4 in order to produce a different shadow image of the respective workpiece with each partial beam Sla, Slb. The separate partial beams Sla , Slb for the same workpiece are detected by a common detection means 6 . The separate partial beams Sla, Slb between the workpiece in its examination position, as shown in FIG. 2 b , and the detection means 6 have a different beam path length between the workpiece 2 and the detection means 6 in each case, then in this section the beam path of the partial beam Slb is longer than the partial beam Sla. With a larger difference in the partial beam lengths, as in FIG. 2 c, the two shadow images could appear with different sharpness given the depth of focus of the detection means lens. In one of the beam paths of the partial beams Sla, Slb between the workpiece and the detection means, here in the longer partial beam Slb, an optical element 5x1 (dashed) is therefore arranged here as an adjustment element, which adjusts the image sharpness of the various shadow images in the detection means to one another or corrected to equal sharpness. The optical element 5x1 is designed here as a prism. The partial beam Slb falls perpendicularly onto the light entry surface of the prism and leaves the prism perpendicularly to the light exit surface of the same. The prism here is a 90° prism, the light entry and light exit surfaces are perpendicular to one another. The optical element 5x1 is arranged directly, ie in general preferably without a gap, on the light deflecting element, here the plane mirror 5n, for example permanently attached to it. No such adjustment element is arranged in partial beam path S1a (not shown in FIG. 2c), whereby generally with a suitable design of the adjustment elements, adaptation elements can also be provided in all partial beam paths for one workpiece. Since two light beams SI, S2 from 2 different workpieces in different rows fall on the light deflecting element 5n, which come from two different light sources here, there is also a second beam path for the partial beam path S2b, which is longer than the partial beam path Sla optical adjustment element 5x2 provided. The matching elements 5x1 and 5x2 are constructed identically for the given beam path geometry, but this is not mandatory. The two adjustment elements 5x1, 5x2 are here on the two edge areas of the deflection device or Plane mirror 5n arranged. The shorter partial beams S1a, S2a fall directly onto the deflection element 5n in the intermediate space Z between them. The means of light deflection or. Plane mirror 5r2 in the direction of the detection means 6 radiated light thus falls on the respective adjustment element 5x, the means of light deflection or. The light emitted by the plane mirror 5rl in the direction of the detection means 6 falls into the intermediate space Z and thus directly onto the deflection mirror 5n.
Fig . 3 zeigt eine alternative Ausführungsform des erfindungsgemäßen Inspektionssystems . Im Folgenden werden die Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig . 2 beschrieben, im Übrigen sei vollinhaltlich auf die Ausführungen zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig . 2 verwiesen . Bauteile des Inspektionssystems nach Fig . 3 , welche Bauteile des Ausführungsbeispiels nach Fig . 2 entsprechen, sind j eweils mit einer um „10" erhöhten Bezugsziffer versehen . Das Inspektionssystem gemäß Fig . 3 ist besonders angepasst , um Werkstücke in Form von Reaktionsgefäßen wie Probenbehältern zu untersuchen, welche einen geschlossenen Boden und gegebenenfalls eine relativ große Breite aufweisen . Fig. 3 shows an alternative embodiment of the inspection system according to the invention. The differences from the exemplary embodiment according to FIG. 2 described, for the rest, the full content of the statements on the embodiment of FIG. 2 referenced. Components of the inspection system according to FIG. 3, which components of the embodiment of FIG. 2 are each provided with a reference number increased by "10". The inspection system according to FIG.
Bei dem Inspektionssystem 11 gemäß Fig . 3 ist j edem Werkstück 12 bzw . j eder Reihe R von Werkstücken eine eigene Lichtquelle 14a der Beleuchtungseinrichtung 14 zugeordnet . Das von der Lichtquelle 14a emittierte Licht wird somit auf nur ein Werkstück proj iziert , um ein Schattenbild desselben zu erzeugen . Hierdurch kann das Schattenbild eine relativ große Breite aufweisen, der Lichtstrahl der einen Lichtquelle 14a kann hier den gesamten Durchmesser des Werk-In the inspection system 11 according to FIG. 3 is each workpiece 12 or each row R of workpieces is assigned its own light source 14a of the lighting device 14 . The light emitted from the light source 14a is thus projected onto only one workpiece to produce a shadow image thereof. As a result, the silhouette can have a relatively large width, the light beam of one light source 14a can here cover the entire diameter of the workpiece.
Stückes bestrahlen . Die von der Lichtquelle 14a aus auf das Werkstück 12 einfallenden Lichtstrahlen fallen auch hier zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zur Werkstücklängsachse 12a auf das Werkstück 12 . Die auf das Werkstück 12 einfallenden Lichtstrahlen sind so angeordnet , dass ein mittlerer Abschnitt des Werkstückes 12 zur Erzeugung eines Schattenbildes beleuchtet wird, gegebenenfalls kann hier zusätzlich oder alternativ auch das freie Ende bzw . der Bodenbereich des Werkstückes zur Erzeugung eines Schattenbildes beleuchtet werden, wozu bspw . der Lichtstrahl eine entsprechende Weite aufweisen kann, so dass das Schattenbild auch den Bodenbereich umfasst . Als „freies Ende" des Werkstückes sei hier - wie auch allgemein im Rahmen der Erfindung - das Werkstückende verstanden, welches der Halteeinrichtung 13 abgewandt angeordnet ist . Gegebenenfalls kann j edoch auch bei dem Inspektionssystem gemäß Fig . 3 das von einer Lichtquelle 14a emittierte Licht auf einen Strahlengangteiler ausgerichtet werden, welcher zumindest zwei oder mehr Teilstrahlen erzeugt , welche j eweils auf unterschiedliche Werkstücke oder auf ein Werkstück aus unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet ist . Irradiate pieces. The light beams incident on the workpiece 12 from the light source 14a also fall here at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 12a of the workpiece on the workpiece 12 . The light beams incident on the workpiece 12 are arranged in such a way that a central section of the workpiece 12 is illuminated to produce a shadow image; the free end or the bottom area of the workpiece can be illuminated to generate a shadow image, including, for example. the light beam can have a corresponding width, so that the silhouette also includes the floor area. The "free end" of the workpiece is understood here - as also generally within the scope of the invention - to be the workpiece end which is arranged facing away from the holding device 13 a beam path splitter are aligned, which generates at least two or more partial beams, each of which is aligned to different workpieces or to a workpiece from different directions.
Das optische System 15 weist hier eine Lichtumlenkeinrichtung 15u auf , welche als Planspiegel ausgebildet ist , und welche das von der Lichtquelle 14a emittierte Licht auf das Werkstück 12 zur Erzeugung eines Schattenbildes desselben lenkt . Ferner ist hinter dem Werkstück 12 , also auf der der Lichtquelle 14a abgewandten Seite desselben, eine Lichtumlenkeinrichtung 15n vorgesehen, welche das unmittelbar erzeugte Schattenbild in Richtung auf ein optisches Erfassungsmittel 16 wie bspw . eine Kamera umlenkt . Das von der Lichtumlenkeinrichtung 15u umgelenkte Licht wird hierbei in einer Richtung abgestrahlt , welche in einer Ebene mit dem unmittelbar auf das Werkstück auf treff enden Lichtstrahl angeordnet ist , wobei diese Ebene E zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zur Werkstücklängsachse 12a angeordnet ist . Mittels einer weiteren Lichtumlenkeinrichtung 15n, hier in Form eines Planspiegels , wird das Schattenbild dann in Richtung auf das Erfassungsmittel 6 umgelenkt bzw . proj iziert . Mittels der einen Umlenkeinrichtung bzw . Planspiegel 15n werden Schattenbilder von Werkstücken benachbarter Reihen RI , R2 auf ein gemeinsames Erfassungsmittel umgelenkt und proj iziert . Die Lichtumlenkeinrichtung 15n kop- pelt das in diese einfallende Licht aus der zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Werkstücklängsachse stehenden Ebene , in Richtung auf das Erfassungsmittel 16 aus . The optical system 15 here has a light deflection device 15u, which is designed as a plane mirror and which directs the light emitted by the light source 14a onto the workpiece 12 in order to produce a shadow image of the same. Furthermore, a light deflection device 15n is provided behind the workpiece 12, i.e. on the side thereof facing away from the light source 14a, which directs the directly generated shadow image in the direction of an optical detection means 16 such as, for example, redirects a camera . The light deflected by the light deflection device 15u is emitted in a direction which is arranged in a plane with the light beam impinging directly on the workpiece, this plane E being arranged at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis 12a of the workpiece. By means of a further light deflection device 15n, here in the form of a plane mirror, the silhouette is then deflected in the direction of the detection means 6 or projected . By means of a deflection device or Plane mirrors 15n are used to deflect and project shadow images of workpieces in adjacent rows RI, R2 onto a common detection means. The light deflection device 15n pels the light incident into it out of the plane that is at least essentially perpendicular or perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece, in the direction of the detection means 16 .
Die erzeugten Schattenbilder der Werkstücke verschiedener , hier benachbarter , Reihen RI , R2 werden mittels Planspiegeln 15vl , 15v2 des optischen Elementes 15v in Richtung auf das Erfassungsmittel 16 bzw . in Richtung auf oder auf die Lichtumlenkeinrichtung 15n proj iziert , genauer gesagt reflektiert . Das eine Erfassungsmittel 16 erfasst die Schattenbilder von verschiedenen Werkstückreihen, hier gleichzeitig oder ggf . auch zeitlich versetzt , j e nach zeitlicher Anordnung der beiden Werkstücke 12 in deren Untersuchungs- bzw . Messposition im Strahlengang . Die optischen Flächen bzw . Planspiegel 15vl , 15v2 schließen hier einen Winkel miteinander ein, beispielsweise einen stumpfen Winkel , hier einen Winkel von ca . 90 ° . Die Planspiegel 15vl , 15v2 laufen in Richtung auf eine Kante zusammen oder können - wie dargestellt - an einer Kante Zusammenstößen . Die Lichtumlenkeinrichtung 15v mit den beiden optischen Flächen 15vl , 15v2 kann hier als einheitliches Bauteil ausgebildet sein, alternativ können auch für j eweils eine der optischen Flächen eine separate Lichtumlenkeinrichtung vorgesehen sein . Auf die entsprechenden Ausführungen zu der Lichtumlenkeinrichtung 5v nach Fig . 2 sei verwiesen . The generated shadow images of the workpieces of different, here adjacent, rows RI, R2 are projected by means of plane mirrors 15v1, 15v2 of the optical element 15v in the direction of the detection means 16 or projected, more precisely reflected, in the direction of or onto the light deflection device 15n. One detection means 16 detects the shadow images of different rows of workpieces, here at the same time or if necessary. also offset in time, depending on the temporal arrangement of the two workpieces 12 in their examination or Measuring position in the beam path. The optical surfaces Plane mirrors 15vl, 15v2 here enclose an angle with one another, for example an obtuse angle, here an angle of approx. 90 degrees. The plane mirrors 15v1, 15v2 converge in the direction of an edge or—as shown—can collide at an edge. The light deflection device 15v with the two optical surfaces 15v1, 15v2 can be designed here as a single component, alternatively a separate light deflection device can also be provided for each of the optical surfaces. The corresponding explanations for the light deflection device 5v according to FIG. 2 is referred to .
Die optischen Achsen der Lichtquellen 14a , also in welcher dieses Licht abstrahlt , und/oder die optische Achse des Erfassungsmittels 16 , also die Richtung, in welcher Licht in das Erfassungsmittel fällt , sind hier j eweils , gegebenenfalls unabhängig voneinander , parallel zur Werkstücklängsachse 12a ausgerichtet . Zumindest einer oder beide der optischen Achsen von Lichtquelle 14a und optischem Erfassungsmittel 16 können gegebenenfalls j edoch auch in einer anderen Richtung ausgerichtet sein . The optical axes of the light sources 14a, i.e. in which this light emits, and/or the optical axis of the detection means 16, i.e. the direction in which light falls into the detection means, are each here, optionally independently of one another, aligned parallel to the longitudinal axis 12a of the workpiece . At least one or both of the optical axes of the light source 14a and the optical detection means 16 can also be aligned in a different direction, if necessary.
Es versteht sich, dass auch nach dem Ausführungsbeispiel der Fig . 3 ein Strahlenganteiler vorgesehen sein kann, so dass das von einer Lichtquelle emittierte Licht in Teilstrahlen auf zumindest oder genau zwei vorzugsweise benachbarte Werkstückreihen R abgestrahlt werden ausgerichtet werden kann, um Schattenbilder von Werkstücken dieser Reihen zu erzeugen . Beispielsweise kann der Lichtumlenkspiegel 15u im Strahlengang der Lichtquelle 14a angeordnet sein, so dass dieser nur den halben Lichtstrahl der Quelle 14a in Richtung auf eine Werkstückreihe umlenkt und neben diesem ist in einem Winkel von z . B . 90 ° ein weiterer Lichtumlenkspiegel angeordnet , welcher den anderen Teil des emittierten Lichtstrahls in Richtung auf eine andere Werkstückreihe R umlenkt . It is understood that also according to the embodiment of FIG. 3, a beam splitter can be provided so that the light emitted by a light source is divided into partial beams at least or precisely two preferably adjacent rows of workpieces R can be aligned to produce shadow images of workpieces in these rows. For example, the light deflection mirror 15u can be arranged in the beam path of the light source 14a, so that it deflects only half the light beam from the source 14a in the direction of a row of workpieces and is next to it at an angle of z. B. Another light deflection mirror is arranged at 90°, which deflects the other part of the emitted light beam in the direction of another row of workpieces R.
Fig . 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems 21 . Im Folgenden seien die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 beschriebenen, im Übrigen sei auf die Ausführungen zu diesen Figuren vollinhaltlich verwiesen . Gleiche Bauteile wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen sind j eweils um „10" erhöht . Fig. 4 shows a further embodiment of an inspection system 21 according to the invention. The differences from the exemplary embodiments in FIGS. 2 and 3 are described below; otherwise, reference is made to the full content of the explanations relating to these figures. The same components as in the previous exemplary embodiments are each increased by "10".
Das optische System 25 des Inspektionssystems 21 weist hier eine Mehrzahl von Spiegeln 25b auf , welche um den Umfang des Werkstückes 22 verteilt angeordnet sind, wobei die Spiegel 25b besonders vorteilhaft hier bogenförmig , genauer gesagt entlang eines Kreisbogenabschnittes , um das Werkstück 22 angeordnet ist . Jeder der Spiegel 25b erzeugt ein Schattenbild des Werkstückes , entsprechend der Spiegelanordnung j eweils aus einer anderen Richtung . Entsprechend den unterschiedlichen Richtungen wird somit von j edem Spiegel 25b von einem anderen Umfangsbereich des Werkstückes ein Schattenbild erzeugt . Die Ebene des Kreisbogenabschnittes ist hier zumindest im Wesentlichen senkrecht oder senkrecht zu der Werkstücklängsachse 22a angeordnet . Das optische System 25 ist hier derart angeordnet , um Schattenbilder eines Längsabschnittes , hier des freien Endes des Werkstückes , beispielsweise einer Pipettenspitzenöffnung , zu erzeugen . Der ( Kreis ) Bogenabschnitt , auf welchem die Mehrzahl von Spiegeln 25b verteilt angeordnet ist , ist hier im Wesentlichen als Halbkreis ausgebildet . Die Spiegel 25b sind hierbei j eweils als Planspiegel ausgebildet . The optical system 25 of the inspection system 21 has a plurality of mirrors 25b here, which are arranged distributed around the circumference of the workpiece 22, the mirror 25b being particularly advantageously arranged here in an arc, more precisely along a circular arc section, around the workpiece 22. Each of the mirrors 25b generates a shadow image of the workpiece, in each case from a different direction, depending on the mirror arrangement. Corresponding to the different directions, a shadow image of a different peripheral area of the workpiece is thus generated by each mirror 25b. The plane of the circular arc section is arranged here at least essentially perpendicularly or perpendicularly to the longitudinal axis 22a of the workpiece. The optical system 25 is arranged here in such a way as to generate shadow images of a longitudinal section, here the free end of the workpiece, for example a pipette tip opening. The (circular) arcuate section on which the plurality of mirrors 25 b is arranged in a distributed manner is formed here essentially as a semicircle. The mirrors 25b are each designed as plane mirrors.
Das von der Lichtquelle 24a emittierte Licht wird durch eine als Planspiegel ausgebildete Lichtumlenkeinrichtung 25a in Richtung auf die Mehrzahl von Spiegeln 25b gerichtet . Die Emissionsfläche der Lichtquelle 4a und/oder die Lichtumlenkeinrichtung 25a, hier beide , weisen hierbei j eweils eine Fläche auf , um sämtliche der Spiegel 25b mit einem Lichtbündel paralleler Lichtstrahlen zu bestrahlen . Jeder einzelne der Spiegel 25b erzeugt hierbei ein Schattenbild des Werkstückes 22 , j eweils aus einer unterschiedlichen Richtung . In Strahlengangrichtung hinter dem Werkstück 22 ist eine Mehrzahl von Spiegeln 25c angeordnet , welche j eweils ebenfalls als Planspiegel ausgebildet sind . Jedem der ein Schattenbild erzeugenden Spiegel 25b ist ein entsprechender Spiegel 25 c zur Proj ektion, hier Reflexion, des j eweiligen Schattenbildes in Richtung auf das Erfassungsmittel vorgesehen . Die Spiegel 25c sind hier j eweils in der geraden Verbindungslinie Spiegel 25b - Werkstück - Spiegel 25c angeordnet . Hierdurch wird eine Mehrzahl von Schattenbildern des Werkstückes aus verschiedenen Richtungen erzeugt , wobei die Schattenbilder voneinander getrennt sind und j eweils von dem Erfassungsmittel 26 getrennt , also voneinander aufgelöst , erfasst werden . Das Erfassungsmittel 26 erfasst die verschiedenen Schattenbilder gleichzeitig, unter Umständen auch zeitlich versetzt . Die von den Spiegeln 25 c in Richtung auf das Erfassungsmittel 26 abgestrahlte Licht kann hierbei seitlich an der Lichtumlenkeinrichtung 25a vorbei auf das Erfassungsmittel 26 gestrahlt werden, gegebenenfalls auch durch die Umlenkeinrichtung 25a hindurch, welche für diesen Zweck dann beispielsweise als halbdurchlässiger Spiegel , welcher sowohl reflektierende als auch lichtdurchlässige Eigenschaften aufweist , ausgebildet sein kann . The light emitted by the light source 24a is considered by a Plane mirror trained light deflection device 25a directed towards the plurality of mirrors 25b. The emission surface of the light source 4a and/or the light deflection device 25a, both here, each have a surface in order to irradiate all of the mirrors 25b with a light bundle of parallel light beams. Each individual mirror 25b generates a shadow image of the workpiece 22 , each from a different direction. A plurality of mirrors 25c are arranged behind the workpiece 22 in the direction of the beam path, each of which is also designed as a plane mirror. Each of the mirrors 25b generating a shadow image is provided with a corresponding mirror 25c for projection, here reflection, of the respective shadow image in the direction of the detection means. The mirrors 25c are each arranged here in the straight line connecting mirror 25b-workpiece-mirror 25c. As a result, a plurality of shadow images of the workpiece are generated from different directions, with the shadow images being separated from one another and each being separately detected by the detection means 26 , ie resolved from one another. The capturing means 26 captures the various shadow images simultaneously, possibly also with a time offset. The light emitted by the mirrors 25c in the direction of the detection means 26 can be radiated laterally past the light deflection device 25a onto the detection means 26, if necessary also through the deflection device 25a, which for this purpose can then be used, for example, as a semi-transparent mirror which both reflects as well as having translucent properties.
Die optische Achse der Lichtquelle 24a ist hier in einem Winkel , genauer gesagt senkrecht , zu der Werkstücklängsachse 22a angeordnet , was eine baulich kompakte und an besondere bauliche Situationen besonders angepasste Ausführungsform ausbildet . Gegebenenfalls kann j edoch mittels geeigneter Lichtumlenkeinrichtungen die optische Achse der Lichtquelle 24a auch in anderer Richtung zur Werkstücklängsachse 22a ausgerichtet sein . Die optische Achse des Erf assungsmittels 26 ist hier parallel zur Werkstücklängsachse 22a angeordnet , mittels im Strahlengang angeordneter Lichtumlenkeinrichtungen kann hier gegebenenfalls j edoch auch eine andere Ausrichtung dieser optischen Achse gegeben sein . The optical axis of the light source 24a is arranged here at an angle, more precisely perpendicular, to the longitudinal axis 22a of the workpiece, which forms a structurally compact embodiment that is particularly adapted to special structural situations. If necessary, however, the optical axis of the light source 24a can also be aligned in a different direction to the longitudinal axis 22a of the workpiece by means of suitable light deflection devices. The optical axis of the detection means 26 is here parallel to the longitudinal axis 22a of the workpiece arranged, by means of light deflection devices arranged in the beam path, however, a different alignment of this optical axis can also be given here if necessary.
Gemäß Fig . 4 ist j eder Werkstückreihe eine separate Lichtquelle 24a und ein separates Erfassungsmittel 26 zugeordnet . Dies ermöglicht die Bestrahlung des zu untersuchenden Werkstückbereichs mit hoher Lichtstärke und ermöglicht eine besonders hohe Präzision bei der Überprüfung des Werkstückes . Gegebenenfalls kann j edoch auch bei diesem Ausführungsbeispiel das von der Lichtquelle 24a emittierte Licht einem Strahlengangteiler zugeführt werden, wie in Fig . 2 prinzipiell dargestellt , sodass auch hier mittels einer Lichtquelle verschiedene Werkstücke bzw . Werkstücke verschiedener Reihen überprüfbar sind . According to Fig. 4 a separate light source 24a and a separate detection means 26 are assigned to each row of workpieces. This enables the workpiece area to be examined to be irradiated with high light intensity and enables particularly high precision when checking the workpiece. If necessary, however, the light emitted by the light source 24a can also be fed to a beam path splitter in this exemplary embodiment, as shown in FIG. 2 shown in principle, so that different workpieces or Workpieces from different rows can be checked.
Fig . 5 zeigt die den Aufbau des Inspektionssystems 21 entsprechend der Ausgestaltung nach Fig . 4 mit mehreren optischen Erfassungsmitteln 26 , welche j eweils einem optischen System 25 zur Untersuchung eines Werkstückes zugeordnet sind ( die Lichtquellen 24a sind nicht dargestellt ) . Die optischen Systeme 25 zur Untersuchung der Werkstücke verschiedener Werkstückreihen sind hier in Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung 23 ( Pfeilrichtung ) zueinander versetzt angeordnet , was eine baulich kompakte Ausführungsform und eine Anpassung des Systems auch an eng benachbarte Werkstückreihen ermöglicht . Diese Ausgestaltung kann auch bei sämtlichen anderen Ausführungsbeispielen oder allgemein im Rahmen der Erfindung realisiert sein . Die Halteeinrichtung 23 kann hierbei beispielsweise entsprechend Fig . 1 ausgebildet sein . Die Mehrzahl bzw . Gesamtheit von bogenförmig angeordneten Spiegel 25b an der j eweiligen Werkstückuntersuchungsposition sind j eweils in einem Block bzw . gemeinsamen Gehäuse 25bg angeordnet . Entsprechendes gilt für die Anordnung der Spiegel 25c in einem gemeinsamen Gehäuse 25 cg , welche eben demselben Werkstück zugeordnet sind wie die Spiegel 25b . Hierdurch ist die Montage der Spiegel wesentlich vereinfacht und die Spiegel 25b bzw . 25 c können in dem Gehäuse zueinander j ustiert werden . Die Gehäuse 25bg und 25 cg sind hierbei seitlich voneinan- der beabstandet , um eine Spur freizulassen, auf welcher die j eweilige Werkstückreihe durch das optische System mittels der Halteeinrichtung 23 durchgeführt werden kann . Fig. 5 shows the structure of the inspection system 21 according to the embodiment according to FIG. 4 with a plurality of optical detection means 26 which are each associated with an optical system 25 for examining a workpiece (the light sources 24a are not shown). The optical systems 25 for examining the workpieces of different rows of workpieces are offset from one another in the direction of movement of the holding device 23 (direction of arrow), which enables a structurally compact embodiment and an adaptation of the system to closely adjacent rows of workpieces. This refinement can also be implemented in all other exemplary embodiments or generally within the scope of the invention. The holding device 23 can, for example, according to FIG. 1 be trained. The majority or Entirety of mirrors 25b arranged in an arc at the respective workpiece inspection position are each in a block or common housing 25bg arranged. The same applies to the arrangement of the mirrors 25c in a common housing 25cg, which are assigned to the same workpiece as the mirrors 25b. This greatly simplifies the assembly of the mirrors and the mirrors 25b or 25 c can be adjusted to each other in the housing. The housings 25bg and 25 cg are laterally separated from each other. which is spaced in order to leave a track free on which the respective row of workpieces can be carried out by the optical system by means of the holding device 23 .
Fig . 6 zeigt eine Darstellung der durch das optische Erfassungsmittel 26 des Inspektionssystems 21 gemäß Fig . 4 erfassten Schattenbilder . Die einzelnen, hier fünf , Schattenbilder B , entsprechend j eweils der Spiegelanzahl der lichtquellenseitig und erfassungsmittelseitig angeordneten Anordnungen der Spiegel 21b bzw . 25 c, sind räumlich voneinander separiert , sodass die j eweiligen Schattenbilder voneinander getrennt sind und separat voneinander auswertbar sind . Die separate Auswertung umfasst , dass die Einzelauswertungen der Schattenbilder in Bezug zueinander gesetzt werden können, beispielsweise um einen Rundlauf des Werkstückes überprüfen zu können . Es versteht sich, dass die hellen Bildflächen der verschiedenen Schattenbilder des einen Werkstückes auch einander überlappenden können, solange die verschiedenen Werkstückschatten, insbesondere des freien Werkstückendes , separat voneinander ausreichend aufgelöst sind . Die Darstellung eines einzelnen der Schattenbilder B entspricht hierbei prinzipiell auch einem Schattenbild, wie dieses durch die anderen Ausführungsbeispiele des Inspektionssystems oder allgemein im Rahmen der Erfindung erzeugt werden, unter Berücksichtigung des unterschiedlichen überprüften Werkstückabschnittes und ggf . sonstiger Besonderheiten des j eweiligen Inspektionssystems . Fig. 6 shows an illustration of the optical detection means 26 of the inspection system 21 according to FIG. 4 captured silhouettes . The individual, here five, shadow images B , each corresponding to the number of mirrors of the arrangements of the mirrors 21b and 21b arranged on the light source side and on the detection means side. 25 c, are spatially separated from one another, so that the respective shadow images are separated from one another and can be evaluated separately from one another. The separate evaluation includes that the individual evaluations of the silhouettes can be set in relation to one another, for example to be able to check the concentricity of the workpiece. It goes without saying that the bright image areas of the various shadow images of one workpiece can also overlap one another, as long as the various workpiece shadows, in particular of the free end of the workpiece, are sufficiently resolved separately from one another. In this case, the representation of one of the shadow images B corresponds in principle to a shadow image such as is generated by the other exemplary embodiments of the inspection system or generally within the scope of the invention, taking into account the different workpiece sections checked and, if applicable. other special features of the respective inspection system.
Fig . 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Inspektionssystems 31 , wobei im Folgenden die Unterschiede zu den zuvor beschriebenen Inspektionssystemen beschrieben werden und im Übrigen auf diese Ausführungsbeispiele vollumfänglich Bezug genommen wird . Gleiche Bauteile sind hierbei mit um „10" erhöhten Bezugs ziffern versehen . Fig. 7 shows a further exemplary embodiment of an inspection system 31 according to the invention, the differences from the inspection systems described above being described below and, moreover, full reference being made to these exemplary embodiments. Identical components are provided with reference numbers increased by "10".
Das von der Lichtquelle 34a emittierte Licht wird hierbei auf eine Lichtumlenkeinrichtung 35a gestrahlt , wobei gegebenenfalls zwischen der Lichtquelle 34a und der Lichtumlenkeinrichtung 35a wei- tere Lichtumlenkeinrichtungen, gegebenenfalls auch ein Strahlengangteiler, angeordnet sein können . Die Lichtumlenkeinrichtung 35a ist hierbei als Planspiegel ausgebildet . Die Lichtumlenkeinrichtung 35a ist hier als halbdurchlässiger Spiegel ausgebildet , welcher somit sowohl reflektierende als auch lichtdurchlässige Eigenschaften aufweist . Das optische System der Inspektionseinrichtung weist zumindest einen halbdurchlässigen Spiegel , hier den Spiegel 35a, auf . Das von der Lichtquelle 34a emittierte Licht wird somit über die halbdurchlässige Lichtumlenkeinrichtung 35a in Richtung auf das zu untersuchende Werkstück 32 geleitet , und zwar hier beispielhaft vermittels der weiteren Lichtumlenkeinrichtung 35b in die zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Werkstücklängsachse stehende Ebene in Richtung auf das Werkstück, sowie anschließend beispielhaft mittels eines Strahlengangteilers 35 s auf verschiedene Werkstücke 22 unterschiedlicher Werkstückreihen RI , R2 . Der Strahlengangteiler 35s mit zwei als Planspiegel ausgebildeten optischen Flächen 35s l , 35 s2 kann wie das optische Element 15v nach Fig . 3 aufgebaut sein . Es versteht sich, dass allgemein der zwischen den beiden Flächen des Strahlengangteilers oder optischen Elementes 15v von der j eweiligen Anordnung des Strahlenganges abhängt , so dass dieser Winkel -allgemein im Rahmen der Erfindung - der j eweiligen Situation angepasst sein kann . Die optische Achse der Lichtquelle 34a ist hierbei in Längsrichtung der Werkstückreihen R angeordnet , bei geeigneter Anordnung von Lichtumlenkeinrichtungen kann diese j edoch auch gegebenenfalls anders ausgerichtet sein . Es versteht sich, dass eine abgewandelte Ausführung des Inspektionssystems beispielsweise auch ohne Strahlengangteiler realisierbar ist , wobei j eder Werkstückreihe eine separate Lichtquelle 34a zugeordnet sein kann . Allgemein im Rahmen der Erfindung sind die Planspiegel des optischen Systems nicht als teildurchlässiger Planspiegel ausgebildet und reflektieren vorzugsweise j eweils den auf diese einfallenden Lichtstrahl möglichst vollständig oder vollständig in die Ausfallrichtung des j eweiligen Spiegels , was für sämtliche Spiegel des optischen Systems gelten kann, bis auf den oder in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehenen teildurchlässigen Planspiegel . Fig . 7a zeigt hierbei den Strahlengang zwischen Lichtquelle 34a und Erfassungsmittel 36 nur unvollständig , dieser ist in Fig . 7b vervollständigt schematisch dargestellt . Die durch das von den optischen Flächen 35s l , 35 s2 auf das j eweilige Werkstück 32 gestrahlte Licht , welches das j eweilige Schattenbild des Werkstückes der Reihe RI bzw . R2 erzeugt , wird durch die Planspiegel 35 cl , 35c2 auf die Lichtumlenkeinrichtung 35b reflektiert , und von dieser in Richtung auf bzw . auf die halbdurchlässigen Lichtumlenkeinrichtung 35a, und dann auf das Erfassungsmittel 36 , welches separate Schattenbilder der Werkstücke 32 verschiedener Reihen erfasst . Der Strahlengang des Erfassungsmittels 36 ist hierbei parallel zur Werkstücklängsachse 32a angeordnet , was unter Zwischenschaltung weiterer Lichtumlenkeinrichtung j edoch nicht zwingend erforderlich ist . The light emitted by the light source 34a is in this case radiated onto a light deflection device 35a, with a further connection between the light source 34a and the light deflection device 35a being tere light deflection devices, possibly also a beam path splitter, can be arranged. The light deflection device 35a is in the form of a plane mirror. The light deflection device 35a is designed here as a semi-transparent mirror, which thus has both reflective and transparent properties. The optical system of the inspection device has at least one semitransparent mirror, here the mirror 35a. The light emitted by the light source 34a is thus guided via the semi-transparent light deflection device 35a in the direction of the workpiece 32 to be examined, specifically here, for example, by means of the additional light deflection device 35b in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece in the direction of the workpiece, as well as then, for example, by means of a beam path splitter 35s onto different workpieces 22 of different workpiece rows RI, R2. The beam path splitter 35s with two optical surfaces 35s1, 35s2 designed as plane mirrors can, like the optical element 15v according to FIG. 3 be constructed. It goes without saying that the angle between the two surfaces of the beam path splitter or optical element 15v generally depends on the particular arrangement of the beam path, so that this angle—generally within the scope of the invention—can be adapted to the particular situation. The optical axis of the light source 34a is in this case arranged in the longitudinal direction of the rows of workpieces R, but with a suitable arrangement of light deflection devices, this can also be aligned differently, if necessary. It goes without saying that a modified version of the inspection system can also be implemented without a beam path splitter, for example, it being possible for a separate light source 34a to be assigned to each row of workpieces. In general, within the scope of the invention, the plane mirrors of the optical system are not designed as partially transparent plane mirrors and preferably each reflect the light beam incident on them as completely as possible or completely in the direction of emergence of the respective mirror, which can apply to all mirrors of the optical system, except for the partially transparent plane mirror provided or provided in a preferred embodiment. Fig. 7a shows the beam path between light source 34a and detection means 36 only incompletely; this is shown in FIG. 7b complete schematic. The light radiated by the optical surfaces 35s 1 , 35 s2 onto the respective workpiece 32 , which represents the respective shadow image of the workpiece of the row RI or R2 generated is reflected by the plane mirrors 35c1, 35c2 onto the light deflection device 35b, and from this in the direction of or to the semi-transparent light deflection device 35a, and then to the detection means 36, which detects separate shadow images of the workpieces 32 of different rows. The beam path of the detection means 36 is in this case arranged parallel to the longitudinal axis 32a of the workpiece, which, however, is not absolutely necessary with the interposition of further light deflection devices.
Diese Anordnung eines halbdurchlässigen Lichtumlenkmittels 25a kann auch in Zusammenhang mit sämtlichen anderen Ausführungsbeispielen oder allgemein im Rahmen der Erfindung realisiert sein . This arrangement of a semi-transparent light deflection means 25a can also be implemented in connection with all other exemplary embodiments or generally within the scope of the invention.
Fig . 8 zeigt in den Figuren 8a, 8b ausschnittweise zwei unterschiedliche Ausgestaltungen von erf indungsmäßen optischen Elementen 45 eines Inspektionssystems 41 . Diese beiden Ausgestaltungen können auch allgemein im Rahmen der Erfindung oder in Bezug auf die Ausführungsbeispiele realisiert sein, so dass der Strahlengang an die j eweiligen Erfordernisse anpassbar ist . Fig. In FIGS. 8a, 8b, FIG. 8 shows sections of two different configurations of optical elements 45 of an inspection system 41 according to the invention. These two configurations can also be implemented generally within the scope of the invention or in relation to the exemplary embodiments, so that the beam path can be adapted to the respective requirements.
Fig . 8a zeigt einen Ausschnitt des Strahlenganges mit einer Lichtumlenkeinrichtung 85v eines optischen Systems 85 , entsprechend der Lichtumlenkeinrichtung 15v nach Fig . 2 , welche aus zwei Lichtquellen 84a zwei verschiedene Teilstrahlen SI , S2 von Werkstücken verschiedener Reihen RI , R2 auf ein Erfassungsmittel 86 ( Kamera ) , hier ein gemeinsames Erfassungsmittel , proj iziert bzw . umlenkt .Fig. 8a shows a section of the beam path with a light deflection device 85v of an optical system 85, corresponding to the light deflection device 15v according to FIG. 2, which from two light sources 84a projects or redirects .
Die Pfeile in Fig . 8 zeigen die Bewegungsrichtung der Werkstücke 82 bei Bewegung der Halteeinrichtung durch das optische System. Die Lichtumlenkeinrichtung 85v weist zwei optische Flächen 85vl , 85v2 , hier in Form von Planspiegeln auf , welche in einem spitzen Winkel , hier in einem Winkel von ca . 35 bis 55 ° zueinander angestellt sind . In Bezug auf Bewegungsrichtung der Werkstücke ( Pfeil ) sind bezüglich der Verbindungslinie „Erfassungsmittel 86 - Lichtumlenkeinrichtung 85v" die Lichtquellen 84a hinter der Einrichtung 85v angeordnet . Die Strahlen des Strahlenganges schließen einen stumpfen Winkel ein . Im Übrigen sei auf die Beschreibung des Strahlenganges zu Fig . 2 verwiesen . The arrows in Fig. 8 show the direction of movement of the workpieces 82 as the fixture moves through the optical system. The light deflection device 85v has two optical surfaces 85vl, 85v2, here in the form of plane mirrors, which point in a Angle , here at an angle of approx . 35 to 55° to each other. In relation to the direction of movement of the workpieces (arrow), the light sources 84a are arranged behind the device 85v with respect to the connecting line "detection means 86 - light deflection device 85v". The rays of the beam path enclose an obtuse angle. 2 referenced.
Gemäß Fig . 8b ist die Lichtumlenkeinrichtung 95v gegenüber der Lichtumlenkeinrichtung 85v abgewandelt . Auch hier von den beiden Lichtquellen 94a Licht mit Teilstahlen SI , S2 auf das j eweilige Werkstück 92 unter Erzeugung eines Schattenbildes desselben gerichtet , und das Schattenbild über die Lichtumlenkeinrichtung 95v auf das Erfassungsmittel 96 . Die Lichtumlenkeinrichtung 95v weist hier zwei optische Flächen 95vl , 95v2 auf , welche in einem stumpfen Winkel , hier ca . 115 ° , angestellt sind . In Bezug auf Bewegungsrichtung der Werkstücke ( Pfeil ) sind bezüglich der Verbindungslinie „Erfassungsmittel 96 - Lichtumlenkeinrichtung 95v" die Lichtquellen 84a vor der Einrichtung 85v angeordnet . Die Strahlen des Strahlenganges schließen einen spitzen Winkel ein . Gegebenenfalls kann in den Ausführungsbeispielen der Figuren 8a, 8b oder allgemein im Rahmen der Erfindung der Winkel zwischen den beiden optischen Flächen auch ca . 90 ° betragen . According to Fig. 8b, the light deflection device 95v is modified compared to the light deflection device 85v. Here, too, light from the two light sources 94a is directed with partial beams S1, S2 onto the respective workpiece 92, generating a shadow image of the same, and the shadow image is directed onto the detection means 96 via the light deflection device 95v. The light deflection device 95v here has two optical surfaces 95v1, 95v2, which are at an obtuse angle, here approx. 115°, are employed. In relation to the direction of movement of the workpieces (arrow), the light sources 84a are arranged in front of the device 85v with respect to the connecting line "detection means 96 - light deflection device 95v". The rays of the beam path enclose an acute angle. If necessary, in the exemplary embodiments of Figures 8a, 8b or In general, within the scope of the invention, the angle between the two optical surfaces can also be approximately 90°.
Ausgehend von Fig . 8 versteht es sich, dass entsprechende Geometrie des Strahlenganges auch in dem Strahlengang zwischen der j eweiligen Lichtquelle und dem Werkstück vorgesehen sein kann . Die Strahlengänge nach Fig . 8a , 8b können entsprecht auch für andere Lichtumlenkrichtungen, bspw . für Strahlengangteiler , z . B . den Strahlengangteiler 5 s gemäß Fig . 2 gelten . Ferner können weitere Lichtumlenkeinrichtungen entsprechend der Anordnung der Lichtquelle und des Erfassungsmittels zu den Werkstückreihen vorgesehen sein . Starting from Fig. 8 it goes without saying that a corresponding geometry of the beam path can also be provided in the beam path between the respective light source and the workpiece. The beam paths according to FIG. 8a, 8b can also be used for other light deflection directions, e.g. for beam path splitters, e.g. B. the beam path splitter 5 s according to FIG. 2 apply. Furthermore, further light deflection devices can be provided corresponding to the arrangement of the light source and the detection means in relation to the rows of workpieces.

Claims

Inspek ti ons sy s tem Inspection sy s tem
Patentansprüche Inspektionssystem zum Überprüfen von langgestreckten Werkstücken, insbesondere Spritzgussteilen wie bspw . Pipettenspitzen, welche einer Werkstücklängsachse aufweisen, umfassend : eine Halteeinrichtung zur Halterung mindestens eines oder einer Vielzahl von zu überprüfenden Werkstücken, welche an der Halterung vorzugsweise in mehreren voneinander durch einen Abstand d getrennten Reihen angeordnet sind, eine Beleuchtungseinrichtung umfassend zumindest eine Lichtquelle , zumindest ein optisches Erfassungsmittel , wobei das Werkstück im Strahlengang des von der Lichtquelle emittierten Lichtes zwischen der Lichtquelle und dem optischen Erfassungsmittel angeordnet ist , und wobei das optische Erfassungsmittel das durch die Beleuchtungseinrichtung erzeugte Bild des Werkstückes erfasst , ein optisches System zur Ausrichtung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes vorzugsweise seitlich auf das an der Halterung angeordnete , zu überprüfende Werkstück, und von dem Werkstück auf das optische Erfassungsmittel , vorzugsweise eine Auswerteeinrichtung , welche signal-übertragend mit dem optischen Erfassungsmittel verbunden ist und eine Auswertung des Werkstückbildes ermöglicht , dadurch gekennzeichnet, dass das optische System ausgebildet ist , ein Schattenbild des Werkstückes aus mindestens einer Richtung quer zur Werkstücklängsachse zu erzeugen und das erzeugte Schattenbild auf das Erfassungsmittel zu proj izieren . Inspektionssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System zumindest einen Planspiegel umfasst , welcher das Licht der Lichtquelle auf das Werkstück richtet . Inspektionssystem nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Planspiegel im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück unmittelbar vor dem Werkstück angeordnet ist . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück zumindest zwei im Strahlengang hintereinander angeordnete Planspiegel aufweist . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System derart ausgebildet ist , dass die auf das Werkstück einfallenden Strahlen, welche das Schattenbild des Werkstückes erzeugen, ein Lichtbündel von zueinander zumindest im Wesentlichen parallel ausgerichteten Strahlen sind . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System im Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück ausschließlich aus Planspiegeln besteht und/oder dass das optische System im Strahlengang zwischen dem Werkstück und dem optischen Erfassungsmittel ausschließlich aus Planspiegeln besteht . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Strahlengang zumindest einen Strahlengangteiler aufweist , welcher das von einer Lichtquelle emittierte Licht auf zumindest zwei getrennte Teilstrahlen aufteilt und die zumindest beiden Teilstrahlen auf ein und 60 dasselbe Werkstück zur Erzeugung zumindest zweier Schattenbilder desselben richtet . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest zwei oder sämtliche der Teilstrahlengänge entsprechend einem der Ansprüche 2 bis 6 ausgebildet sind . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , dadurch gekennzeichnet , dass in dem Strahlengang zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück in dem zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Werkstücklängsachse auf das Werkstück gestrahlten Lichtes eine Lichtumlenkeinrichtung des optischen Systems vorgesehen ist , und Claims Inspection system for checking elongated workpieces, especially injection molded parts such as. Pipette tips which have a workpiece longitudinal axis, comprising: a holding device for holding at least one or a large number of workpieces to be checked, which are preferably arranged on the holder in several rows separated from one another by a distance d, an illumination device comprising at least one light source, at least one optical Detection means, wherein the workpiece is arranged in the beam path of the light emitted by the light source between the light source and the optical detection means, and wherein the optical detection means captures the image of the workpiece generated by the illumination device, preferably an optical system for aligning the light emitted by the light source laterally to the workpiece to be checked, which is arranged on the holder, and from the workpiece to the optical detection means, preferably an evaluation device, which transmits signals to the optical detection means smittel is connected and enables an evaluation of the workpiece image, characterized in that the optical system is designed to generate a shadow image of the workpiece from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and to project the generated shadow image onto the detection means. Inspection system according to Claim 1, characterized in that the optical system comprises at least one plane mirror which directs the light from the light source onto the workpiece. Inspection system according to Claim 2, characterized in that the plane mirror is arranged directly in front of the workpiece in the beam path between the light source and the workpiece. Inspection system according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the optical system has at least two plane mirrors arranged one behind the other in the beam path in the beam path between the light source and the workpiece. Inspection system according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the optical system is designed in such a way that the rays incident on the workpiece, which produce the shadow image of the workpiece, are a light bundle of rays aligned at least essentially parallel to one another. Inspection system according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the optical system in the beam path between the light source and the workpiece consists exclusively of plane mirrors and/or that the optical system in the beam path between the workpiece and the optical detection means consists exclusively of plane mirrors. Inspection system according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the beam path has at least one beam path splitter, which splits the light emitted by a light source into at least two separate partial beams and divides the at least two partial beams into one and 60 straightens the same workpiece to produce at least two shadow images of the same. Inspection system according to one of Claims 1 to 7, characterized in that at least two or all of the partial beam paths are designed in accordance with one of Claims 2 to 6. Inspection system according to one of Claims 1 to 8, characterized in that a light deflection device of the optical system is provided in the beam path between the light source and the workpiece in the light which is radiated onto the workpiece at least essentially perpendicularly to the longitudinal axis of the workpiece, and
( i ) dass in Bezug auf die Bestrahlungsrichtung des Lichtes in der zu der Werkstücklängsachse zumindest im Wesentlichen senkrecht stehenden Ebene und/ oder (i) that with respect to the irradiation direction of the light in the plane that is at least essentially perpendicular to the longitudinal axis of the workpiece and/or
( ii ) dass in Bewegungsrichtung der Halteeinrichtung durch das optische System zumindest ein erster Teil der Lichtumlenkeinrichtung vor dem Werkstück und ein zweiter Teil der Lichtumlenkeinrichtung hinter dem Werkstück angeordnet ist , und dass die beiden Teile der Lichtumlenkeinrichtung j eweils ein Schattenbild des einen Werkstückes erzeugen . Inspektionssystem nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet , dass der in Bezug auf die Einstrahlrichtung in der Ebene vor und/oder hinter dem Werkstück angeordnete Teil der Lichtumlenkeinrichtung, j eweils zumindest einen Planspiegel umfasst und/oder dass die Teile der Lichtumlenkeinrichtung j eweils als Planspiegel ausgebildet sind . Inspektionssystem nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass der vor und/oder hinter dem Werkstück angeordnete Teil der Lichtumlenkeinrichtung unmittelbar vor bzw . hinter dem 61 (ii) that in the direction of movement of the holding device through the optical system, at least a first part of the light deflection device is arranged in front of the workpiece and a second part of the light deflection device is arranged behind the workpiece, and that the two parts of the light deflection device each produce a shadow image of one workpiece. Inspection system according to Claim 9, characterized in that that part of the light deflection device which is arranged in front of and/or behind the workpiece in relation to the direction of incidence in the plane in front of and/or behind the workpiece each comprises at least one plane mirror and/or that the parts of the light deflection device are each designed as plane mirrors . Inspection system according to Claim 10, characterized in that the part of the light deflection device arranged in front of and/or behind the workpiece is directly in front of or behind the 61
Werkstück angeordnet ist , um ein Schattenbild des Werkstückes zu erzeugen . Workpiece is arranged to create a shadow image of the workpiece.
12 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet , dass die in Bezug auf die Einstrahlrichtung in der Ebene vor und hinter dem Werkstück angeordneten Lichtumlenkeinrichtungen, welche j eweils ein Schattenbild des Werkstückes erzeugen, in Bezug auf das Werkstück in einem Winkel von h 20 ° und/oder 170 ° , vorzugsweise ca . 90 ° , zueinander angeordnet sind . 12 . Inspection system according to one of Claims 9 to 11, characterized in that the light deflection devices which are arranged in the plane in front of and behind the workpiece in relation to the direction of incidence and which each produce a shadow image of the workpiece are at an angle of h 20 in relation to the workpiece ° and/or 170°, preferably approx. 90° to each other.
13 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System in dem dem Werkstück vorgelagerten Strahlengang eine Mehrzahl von Spiegeln umfasst , j eweils vorzugsweise als Planspiegel , welche um den Umfang des Werkstückes verteilt angeordnet sind, und welche j eweils ein Schattenbild des Werkstückes erzeugen . 13 . Inspection system according to one of Claims 1 to 12, characterized in that the optical system in the beam path upstream of the workpiece comprises a plurality of mirrors, each preferably as a plane mirror, which are distributed around the circumference of the workpiece and which each form a shadow image of the workpiece.
14 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System in dem dem Werkstück nachgelagerten Strahlengang eine Mehrzahl von Spiegeln umfasst , welche um den Umfang des Werkstückes verteilt angeordnet sind, und dass zumindest einer oder sämtliche der dem Werkstück nachgelagerten Spiegel einem der Mehrzahl der ein Schattenbild erzeugenden Spiegel zugeordnet sind und dass die dem Werkstück nachgelagerten Spiegel das von dem j eweiligen Spiegel erzeugte Schattenbild in Richtung auf das Erfassungsmittel hin umlenken . 14 . Inspection system according to one of Claims 1 to 13, characterized in that the optical system in the beam path downstream of the workpiece comprises a plurality of mirrors, which are distributed around the circumference of the workpiece, and in that at least one or all of the mirrors downstream of the workpiece have a are assigned to the plurality of mirrors that produce a shadow image and that the mirrors downstream of the workpiece deflect the shadow image produced by the respective mirror in the direction of the detection means.
15 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14 , dadurch gekennzeichnet , dass die ein Schattenbild erzeugenden Spiegel und die dem Werkstück im Strahlengang nachgelagerten Spiegel j eweils das Werkstück teilumfänglich umgeben . 15 . Inspection system according to one of Claims 1 to 14, characterized in that the mirrors producing a shadow image and the mirrors downstream of the workpiece in the beam path each surround part of the circumference of the workpiece.
16 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15 , dadurch gekennzeichnet , dass beleuchtungsseitig zu dem Werkstück ein 62 16 . Inspection system according to one of claims 1 to 15, characterized in that on the lighting side to the workpiece 62
Planspiegel vorgesehen ist , welcher von der Beleuchtungseinrichtung emittiertes Licht unmittelbar auf mehrere oder sämtliche der um den Umfang eines Werkstückes verteilt angeordneten Spiegel ausrichtet , und/oder dass erfassungsmittelseitig zu dem Werkstück ein Planspiegel vorgesehen ist , welcher von mehreren oder sämtlichen der um den Umfang eines Werkstückes verteilt angeordneten Spiegeln Schattenbilder des Werkstückes zu dem Erfassungsmittel hin proj izieren . plane mirror is provided, which aligns the light emitted by the lighting device directly onto several or all of the mirrors arranged distributed around the circumference of a workpiece, and/or that a plane mirror is provided on the detection means side for the workpiece, which of several or all of the mirrors arranged around the circumference of a workpiece Distributed mirrors project shadow images of the workpiece to the detection means.
17 . Inspektionssystem wahlweise nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 16 , dadurch gekennzeichnet , dass die Halteeinrichtung zumindest zwei voneinander beabstandete Reihen von Halterungen für j eweils zumindest ein oder genau ein Werkstück aufweist , und dass zwischen Werkstück und Erfassungsmittel eine Lichtumlenkeinrichtung vorgesehen ist , welche die Schattenbilder von zwei Werkstücken verschiedener Reihen auf das Erfassungsmittel ausrichtet . 17 . Inspection system optionally according to the preamble of Claim 1 or according to one of Claims 1 to 16, characterized in that the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, and that a light deflection device is provided between the workpiece and the detection means which aligns the shadow images of two workpieces from different rows onto the detection means.
18 . Inspektionssystem nach Anspruch 17 , dadurch gekennzeichnet , dass das Erfassungsmittel ausgebildet ist , die Schattenbilder von Werkstücken verschiedener Reihen gleichzeitig zu erfassen . 18 . Inspection system according to Claim 17, characterized in that the detection means is designed to simultaneously detect the shadow images of workpieces in different rows.
19 . Inspektionssystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der Ansprüche 1 bis 18 , dadurch gekennzeichnet , dass die Halteeinrichtung zumindest zwei voneinander beabstandete Reihen von Halterungen für j eweils zumindest ein oder genau ein Werkstück aufweist und dass zwischen der Lichtquelle und dem Werkstück ein Strahlengangteiler vorgesehen ist , welcher den Strahlengang der Lichtquelle teilt und vorzugsweise gleichzeitig auf verschiedene Reihen ausrichtet . 19 . Inspection system according to the preamble of Claim 1 or according to one of Claims 1 to 18, characterized in that the holding device has at least two rows of holders spaced apart from one another, each for at least one or exactly one workpiece, and that a beam path splitter is provided between the light source and the workpiece is , which divides the beam path of the light source and preferably aligns it to different rows at the same time .
20 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 17 bis 19 , dadurch gekennzeichnet , dass das Erfassungsmittel und/oder eine Lichtumlenkeinrichtung, welche Licht von der Lichtquelle zu un- terschiedlichen Reihen ausrichtet , und/oder dass eine Lichtumlenkeinrichtung, welche Licht vom Werkstück zur Erfassungsmittel umlenkt , zwischen den Reihen angeordnet ist . 20 . Inspection system according to one of claims 17 to 19, characterized in that the detection means and / or a light deflection device, which light from the light source to and aligns different rows, and / or that a light deflection device, which deflects light from the workpiece to the detection means, is arranged between the rows.
21 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 20 , dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung zumindest im Wesentlichen eine Punktquelle ist . 21 . Inspection system according to one of Claims 1 to 20, characterized in that the light source of the illumination device is at least essentially a point source.
22 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet , dass die optische Achse der Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung und/oder des Erfassungsmittels parallel zur Werkstücklängsachse ausgerichtet ist . 22 . Inspection system according to one of Claims 1 to 21, characterized in that the optical axis of the light source of the lighting device and/or of the detection means is aligned parallel to the longitudinal axis of the workpiece.
23 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 22 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System ein optisches Element aufweist , welches teildurchlässig ausgebildet ist und welches sowohl im Strahlengang des von der Beleuchtungseinrichtung zum Werkstück hin ausgesandten Lichtes bzw . Strahlenganges angeordnet ist , als auch zugleich in dem vom Werkstück in Richtung auf die Erfassungsmittel fallenden Lichtes angeordnet ist . 23 . Inspection system according to one of Claims 1 to 22, characterized in that the optical system has an optical element which is designed to be partially transparent and which is visible both in the beam path of the light or Arranged in the beam path and at the same time in the light falling from the workpiece in the direction of the detection means.
24 . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 23 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System ausgebildet ist , das j eweils zu untersuchende Werkstück mit zumindest zwei getrennten Teilstrahlen zumindest einer Lichtquelle zu bestrahlen, um mit j edem Teilstrahl ein verschiedenes Schattenbild des j eweiligen Werkstückes zu erzeugen, dass die getrennten Teilstrahlen zwischen dem Werkstück in seiner Untersuchungsposition und dem Erfassungsmittel eine unterschiedliche Strahlenganglänge aufweisen, und dass in zumindest einem der Strahlengänge der Teilstrahlen zwischen Werkstück und Erfassungsmittel ein optisches Element angeordnet ist , um die Bildschärfe der verschiedenen Schattenbilder im Erfassungsmittel aneinander anzugleichen . Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 24 , dadurch gekennzeichnet , dass das optische System ausgebildet ist , ein unverzerrtes Schattenbild des Werkstückes aus mindestens einer Richtung quer zur Werkstücklängsachse zu erzeugen und/oder das erzeugte Schattenbild unverzerrt auf das Erfassungsmittel zu proj izieren . Inspektionsverfahren zur Überprüfung von langgestreckten Werkstücken unter Verwendung des Inspektionssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 25 . Inspektionsverfahren nach Anspruch 26 , dadurch gekennzeichnet , dass die Halteeinrichtung zur Halterung mindestens eines oder einer Vielzahl von zu überprüfenden Werkstücken relativ zu dem optischen System bewegt wird, um das j eweils zu überprüfenden Werkstück aus einer Nichtuntersuchungsposition in eine das Schattenbild des Werkstückes erzeugenden Untersuchungsposition an dem optischen System zu überführen, und dass die Belichtungszeit des Werkstückes zur Erzeugung dessen zumindest einen Schattenbildes kleiner/gleich 1 Millisekunden beträgt . 24 . Inspection system according to one of Claims 1 to 23, characterized in that the optical system is designed to irradiate the workpiece to be examined with at least two separate partial beams of at least one light source in order to produce a different shadow image of the respective workpiece with each partial beam that the separate partial beams between the workpiece in its examination position and the detection means have a different beam path length, and that an optical element is arranged in at least one of the beam paths of the partial beams between the workpiece and the detection means in order to align the image sharpness of the different shadow images in the detection means with one another. Inspection system according to one of Claims 1 to 24, characterized in that the optical system is designed to generate an undistorted shadow image of the workpiece from at least one direction transverse to the longitudinal axis of the workpiece and/or to project the generated shadow image undistorted onto the detection means. Inspection method for checking elongated workpieces using the inspection system according to any one of claims 1 to 25. Inspection method according to Claim 26, characterized in that the holding device for holding at least one or a large number of workpieces to be checked is moved relative to the optical system in order to move the respective workpiece to be checked from a non-examination position into an examination position on which the shadow image of the workpiece is generated optical system to convert, and that the exposure time of the workpiece to generate its at least one silhouette is less than / equal to 1 millisecond.
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