KR20070107665A - 삼각 측정 센서 및 평가 유닛을 이용하여 부품을 측정하기위한 장치 - Google Patents

삼각 측정 센서 및 평가 유닛을 이용하여 부품을 측정하기위한 장치 Download PDF

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벤텔러 오토모빌테크니크 게엠베하
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Abstract

본 발명은 부품의 높이 프로파일을 결정하기 위한 적어도 하나의 삼각 측정 센서를 포함하는 레이저 삼각 측정 장치를 구비하는 부품 측정 장치에 관한 것으로서, 이 경우 부품은 레이저 삼각 측정 장치에 대하여 상대적으로 수평의 이동 방향으로 이동할 수 있는 지지 평면에 배치되어 있으며, 이때 두 개 이상의 삼각 측정 센서들은, 적어도 하나의 공통 측정 평면에서의 부품의 높이 프로파일 및 가로 프로파일을 결정하기 위하여, 포지션-오프셋을 형성하면서 상기 공통 측정 평면에 배치되어 있다.

Description

삼각 측정 센서 및 평가 유닛을 이용하여 부품을 측정하기 위한 장치 {DEVICE FOR MEASURING PARTS BY TRIANGULATION SENSORS AND AN EVALUATION UNIT FOR DETERMINING}
본 발명은 부품의 높이 프로파일을 결정하기 위한 적어도 하나의 삼각 측정 센서를 포함하는 레이저 삼각 측정 장치를 구비한, 부품 측정 장치에 관한 것으로서, 이 경우 상기 부품은 레이저 삼각 측정 장치에 상대적으로 수평으로 이동 방향으로 이동 가능한 지지 평면(supporting plane)에 배치되어 있다.
본 발명은 또한 전술한 부품 측정 장치용 평가 유닛에 관한 것이다.
독일 특허 출원서 제 DE 100 62 251 C2호에는, 레이저 삼각 측정 장치에 의해서 부품의 높이 프로파일이 결정되는 부품 측정 장치가 공지되어 있다. 상기 공지된 장치는 평탄한 또는 아치형으로 구부러진 부품 표면의 높이 이미지들을 결정하는 것에 한정되어 있다.
독일 특허 출원서 제 DE 40 25 682 C2호에는, 레이저 삼각 측정 장치에 의해서 라인 형태의 부품의 높이 프로파일이 결정되는 부품 측정 장치가 공지되어 있다. 상기 레이저 삼각 측정 장치는 단 하나의 삼각 측정 센서를 포함하며, 상기 삼각 측정 센서는 상기 라인 형태 부품의 단 하나의 표면을 향하여 정렬되어 있고, 상기 레이저 삼각 측정 장치에 대하여 상대적으로 수평 방향으로 이동 가능한 부품의 측정은 수직 방향 및 수평 방향으로 가능하다. 상기 레이저 삼각 측정 장치는 상대적으로 복잡하고, 부품을 단 하나의 면으로부터 측정하는 것에 한정되어 있다.
본 발명의 과제는, 적은 비용을 들여서 부품의 3차원적인 구조를 무접촉 방향으로 측정할 수 있도록, 부품 측정 장치 및 상기 측정 장치를 위한 평가 유닛을 개선하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 특허 청구항 1의 전제부와 더불어, 두 개 이상의 삼각 측정 센서들이 측정 평면에 있는 부품의 높이 프로파일 및 가로 프로파일을 결정하기 위하여 포지션-오프셋(position offset)을 형성하면서 적어도 하나의 공통의 평면에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 장치의 특별한 장점은 기하학적인 테스트, 즉 부품 외부 윤곽의 완전한 검사를 가능케 하는 부품의 3차원적인 테스트가 가능하다는 것이다. 본 발명에 따라 두 개 이상의 삼각 측정 센서들이 포지션-오프셋을 형성하면서 하나의 공통 측정 평면에 배치됨으로써, 이와 같은 배치 상태에 의해서 형성되는 검출 유닛은 준(quasi) 레이저 측정 커튼을 형성하게 되고, 상기 레이저 측정 커튼에 의해서는 부품이 지지 평면에 놓이면서 상대적으로 이동된다.
독자적으로는 제한된 공간 프레임 안에서 단지 간격 측정 또는 높이 프로파일의 측정만을 가능케 하는 삼각 측정 센서들을 입체적으로 변위 배치함으로써, 측정 범위는 임의의 크기까지 확장될 수 있다. 부품과 삼각 측정 센서들 간의 상대적인 운동에 의해서는, 부품의 3차원적인 프로파일 결정이 간단한 방식으로 이루어질 수 있다. 바람직한 것은, 부품의 다수의 상이한 기하학적 구조들이 검출될 수 있도록, 상기 삼각 측정 센서들을 서로 상대적으로 배치하거나 또는 삼각 측정 센서들의 개수를 선택하는 것이다. 바람직하게 상기 삼각 측정 센서들은 다수의 측정 평면들에 배치되어 있으며, 상기 다수의 측정 평면들에서는 삼각 측정 센서들이 이동 방향에 대하여 가로로 행 형태로 배치되어 있고, 각각 부품에 대하여 동일하게 입체적으로 방향 설정되어 있다. 상기 측정 평면들은 바람직하게 부품의 이동 방향으로 상호 변위 배치되어 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 삼각 측정 센서들은 이 삼각 측정 센서들의 여러 가지 평면의 광학 축들이 서로 예각을 형성하도록 상호 변위 배치되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 부품의 완전한 기하학적 구조가 3차원적인 관점에서 검출될 수 있다.
본 발명의 한 개선예에 따르면, 삼각 측정 센서들과 부품 간에 상대적인 운동이 이루어지도록 하기 위하여, 부품의 지지 평면은 정밀 가이드 장치에 의해서 이동 가능하게 형성되었다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 평가 유닛은 특허 청구항 9의 전제부와 더불어, 부품의 설정-데이터가 전자 방식으로 형성된 3차원적인 기준 모델로서 존재하며, 상기 설정-데이터는 비교시에 기준 포인트 및/또는 기준 에지를 바르게 정렬시킨 가운데 실제-데이터에 의해서 제시되는 실제-모델과 중첩되어 발송되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 평가 유닛의 특별한 장점은, 검출할 부품을 바르게 정렬시킬 필요 없이, 미리 주어진 기준 모델과 검출된 실제-모델 간에 3차원적인 형태 보상이 가능해진다는 것이다. 부품 기하학적 구조의 자동적인 평가 또는 수동적인 평가는 산술 유닛, 바람직하게는 기준 모델의 설정-데이터가 저장된 컴퓨터에 의해서 이루어진다.
상기 평가 유닛의 한 개선예에 따르면 테스트 프로그램이 제공되는데, 상기 테스트 프로그램에 의해서는 실제-모델의 사전 선택 가능한 기하학적인 특성들이 검사될 수 있다. 이와 같은 개선예에 의해서는 바람직하게 또는 배타적으로, 예를 들어 홀 간격, 홀 지름, 반경, 형태 정확성 또는 다른 기하학적 특성들과 같은 부품의 점 형태의 기하학적 테스트가 이루어질 수 있다.
상기 평가 유닛의 한 개선예에 따르면, 본 개선예에서 검출된 평가 데이터가 하나의 메모리에 저장됨으로써, 부품의 기하학적 특성들 및 제조 장소와 관련하여 상기 부품을 추적할 수 있는 가능성이 제공된다.
본 발명의 실시예들은 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
도 1은 부품 측정 장치의 제 1 실시예에 따른 본 발명에 따른 장치의 사시도며,
도 2는 제 2 실시예에 따른 본 발명에 따른 장치를 측정 평면 영역에서 수직으로 절단하여 도시한 단면도고,
도 3은 제 3 실시예에 따른 본 발명에 따른 장치의 평면도며,
도 4는 도 3에 따른 장치를 X 방향으로 바라보고 도시한 측면도고,
도 5는 제 4 실시예에 따른 본 발명에 따른 장치의 사시도며,
도 6은 도 5에 따른 장치의 측면도다.
본 발명에 따른 부품(2)을 측정하기 위한 장치(1)는 부품(2) 제조시에 삽입되어 완성된 부품(2)의 기하학적 구조를 검사하기 위해서 이용된다.
본 발명에 따른 장치(1)는 실제로 레이저 삼각 측정 장치(3), 평가 유닛(4) 및 지지 평면(5)으로 이루어지며, 상기 지지 평면상에는 측정할 부품(2)이 지지되어 있다.
부품(2)을 위한 지지 평면(5)은 진동 감쇠 방식으로 고정 지지된 지지 테이블로서 형성되었다. 상기 지지 테이블(5)의 치수는 예를 들어 1.5 m x 0.6 m이다.
레이저 삼각 측정 장치(3)는 수평 이동 방향(6)으로 상기 지지 테이블(5)에 대하여 상대적으로 이동 가능하게 배치되어 있다. 이 목적을 위하여, 상기 레이저 삼각 측정 장치(3)에는 도면에 도시되지 않은 구동 장치가 할당되어 있다.
도 1에 따른 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 레이저 삼각 측정 장치(3)는 상호 동일한 간격을 두고 배치된 세 개의 삼각 측정 센서들(9)을 포함하고, 상기 삼각 측정 센서들은 이동 가능한 지지부(11)의 수평 크로스 암(10)에 이동 방향(6)에 대하여 가로로 고정되어 있다. 삼각 측정 센서들(9)은 상기 크로스 암(10)의 하부면에 고정되어 있고, 자신의 개별 레이저 빔(12)을 이용하여 수직의 측정 평면(13)을 형성하며, 상기 측정 평면은 수평 이동 방향(6)에 대하여 수직으로 그리 고 지지 테이블(5)에 대하여 수직으로 뻗는다.
크로스 암(10)의 높이는 수직 방향으로 연장되는 상기 지지부(11)의 레그들(14)의 길이에 의해서 결정되며, 상기 레그들은 각각 크로스 암(10)의 단부들과 상기 지지 테이블(5) 사이에서 뻗는다. 상기 레그들(14)의 높이는 예를 들어 0.2 m일 수 있다. 그에 따라, 상기 지지부(11)는 가동적인 브리지 또는 상기 삼각 측정 센서들(9)과의 조합 하에서 가동적인 광학 커튼을 형성하며, 상기 광학 커튼에 의해서는 부품(2)이 수평의 이동 방향(6)에 대하여 상대적으로 움직인다. 부품(2)은 지지 테이블(5) 상에서 임의의 위치를 가질 수 있다. 이와 같은 삼각 측정 센서들(9)의 배열 상태에 의하여, 수직 측정 평면(13)에서는 h 방향으로의 높이 프로파일뿐만 아니라 q 방향으로의 가로 프로파일도 검출된다. 그럼으로써, 2차원적인 관점에서 부품(2)의 완전한 외부 윤곽 측정이 이루어지며, 이 경우 연속으로 또는 짧은 시간격을 두고 이루어지는 상기 지지부(11)의 이동에 의해서는 삼각 측정 센서들(9)에 의한 부품(2)의 완전한 검출 하에서 부품(2)의 완전한 3차원적 프로파일 측정이 가능해진다.
평가 유닛(4) 내부에서는 레이저 삼각 측정 장치(3)에 의해서 전달되는 상기 측정된 부품(2)의 실제-데이터가 상기 평가 유닛 내에 저장된 상기 부품(2)의 설정-데이터와 비교된다. 상기 부품(2)의 설정-데이터는 예를 들어 CAD-기술에 의해서 3차원적으로 전자 형태로 존재하는 상기 부품(2)의 기준 모델을 나타낸다. 상기 기준 모델에는 기준 기하학적 구조(홀, 실린더, 에지, 외부 윤곽 형태)가 할당될 수 있고, 상기 기준 기하학적 구조를 참조하여서 상기 기록된 실제-데이터가 기준 모델에 따라 조정된다. 모델을 조정하기 위한 제 2의 방법은 베스트-피트-계산 방식(Best-Fit-Calculation)을 이용하는 것이다. 이와 같은 방식에 의해서는, 부품(2)의 측정이 지지 평면(5) 상에서의 상기 부품(2)의 임의의 위치 하에서 조작에 유리하게 이루어질 수 있다. 상기 평가 유닛(4)의 평가 프로그램은 기준 모델의 눈에 띄는 기준 포인트를 그에 상응하는 실제-모델의 눈에 띄는 포인트와 중첩시킨 가운데 상기 실제-모델을 상기 기준 모델에 맞추어 자동으로 조정하는 것을 가능케 한다.
상기 평가 유닛은 상기 기준 모델과 상기 실제-모델의 사전 선택 가능한 기하학적 특성들의 일치 여부를 검사할 수 있는 테스트 프로그램을 포함한다. 예를 들어 상기 테스트 프로그램에 의해서는 특히 부품(2)의 제조와 관련된 (허용 오차와 결부된) 특성들이 검사될 수 있다. 이와 같은 기하학적인 검사는 예를 들어 홀 간격 및/또는 홀 지름 및/또는 소정의 반경 및/또는 부품(2)의 형태 정확성을 포함할 수 있다.
평가 유닛(4) 내부에서는 실제-모델과 기준 모델 간의 편차가 산출되어 모니터를 통해서 또는 프린트를 이용한 출력에 의해서 통상적인 형태로 조작자에게 가시화된다. 이와 같은 가시화는 특히 상응하는 제조 장치의 설정 내용을 변경시킬 수 있는, 사전에 결정된 에러 임계값의 초과를 포함한다.
평가 유닛(4)은 또한 메모리를 포함하며, 상기 메모리 내부에는 검출된 평가 데이터가 저장된다. 상기 메모리에 의해서는, 제품의 현위치 및 제조 시간과 관련한 부품(2)의 추적 가능성이 보장되었다.
도 2에 따른 장치(1)의 제 2 실시예에 따르면, 부품(20)은 이동 가능한 지지 테이블(18) 상에 지지되어 있다. 부품(2)을 지지하는 지지 테이블(18)은 구동 장치에 의해서 수평의 이동 방향(6)으로 이동되며, 이 경우 지지 테이블(18)은 정밀 가이드 장치(17)에 의해서 가이드 된다. 예를 들어 상기 지지 테이블(18)은 컨베이어 벨트로서도 형성될 수 있다.
도 2에 개략적으로 도시된 삼각 측정 장치(3)는 세 개 이상의 삼각 측정 센서들(21)을 포함하며, 상기 삼각 측정 센서들은 높이(h) 면에서뿐만 아니라 정렬 상태에 있어서도 부품(20)에 대하여 상호 변위 배치되어 있다. 중간의 삼각 측정 센서(21')는 지지 테이블(18)의 가로 중간 평면(22)의 영역에서 상기 지지 테이블 위에 배치되어 있다. 상기 중간 삼각 측정 센서(21')의 광학 축(23)은 지지 테이블(18)에 대하여 수직으로 그리고 수직의 측정 평면(13) 안에서 뻗는다. 상기 중간 삼각 측정 센서(21')의 양면에 배치된 외부 삼각 측정 센서들(21")의 광학 축들(24)은 각각 상기 중간 삼각 측정 센서(21')의 광학 축(23)에 대하여 예각을 형성하면서 연장된다.
중간 삼각 측정 센서(21')는 높이 면에서 외부 삼각 측정 센서(21")에 대하여 변위 배치되어 있다.
예각(α)으로 정렬된 외부 삼각 측정 센서(21")에 의해서는, 높이 프로파일 결정 이외에 부품(20)의 가로 프로파일 결정도 보장된다.
삼각 측정 센서들(9, 21, 21', 21")이 수평의 이동 방향(6)으로도 상호 변위 배치되어 있다는 것은 자명하다. 이 경우 수직의 측정 평면(13)은 소정의 "두께" 를 갖는다.
부품(2, 20)은 예를 들어 시트 부품으로서 형성될 수 있다. 레이저 삼각 특정 장치(3)의 측정 정확성 또는 상기 장치의 해상도는 0.2 mm 보다 작을 수 있다. 측정 과정은 1분 이내에 실행될 수 있으며, 이때 부품(2)의 후방 절단부가 발생하는 경우에는 추가 측정 과정의 결과로 상기 측정 시간이 연장될 수 있다.
기준 모델 또는 테스트 프로그램은 중앙 평가 유닛(4)에 연결된 데이터 서버의 중앙에 저장될 수 있다.
도 3 및 4에 도시된 본 발명의 실시예에 따르면, 각각 행 형태로 배치된 다수의 삼각 측정 센서들(9)을 포함하는 다수의 측정 평면들(13)이 수평의 이동 방향(6)으로 연이어 배치되어 있다. 이 경우 하나의 측정 평면(13)의 삼각 측정 센서들(9)은 각각 부품(2) 또는 수직 평면(30, 31)을 기준으로 하여 동일한 입체적 정렬/각도 상태를 갖는다. 예를 들어 삼각 측정 센서들(9)은 제 1 측정 평면(13')에서 각각 수직 평면(30)에 대하여 제 1 예각을 형성할 수 있으며, 이 경우 상기 수직 평면(30)은 이동 방향(6)과 평행하게 연장된다. 이때 상기 예각은 수직 평면에서 연장되며, 이 경우 센서들의 광학 축들은 이동 방향(6)에 대하여 가로로 우측으로 정렬되어 있다. 이와 같은 정렬 상태에 의해서는, 특히 측정될 부품(33)의 이동 방향(6)으로 뻗는 가로 프로파일(33')을 검출하는 검출 영역 또는 스캐닝 영역(32')이 얻어진다.
이동 방향(6)으로 뒤에 배치된 제 2 측정 평면(13")의 삼각 측정 센서들(9)도 전술한 센서들과 마찬가지로 상기 이동 방향(6)과 평행하게 뻗는 수직 평면(30) 에 대하여 예각을 형성하면서 정렬되어 있다. 측정 평면(13')과 달리, 상기 제 2 측정 평면(13")의 삼각 측정 센서들(9)의 광학 축들이 수직 평면(30)의 좌측에 정렬됨으로써, 특히 우측에서 가로 방향(6)으로 진행하는 가로 프로파일(33")을 검출하는 검출 영역/스캐닝 영역(32")이 얻어진다. 제 2 측정 평면(13")의 삼각 측정 센서들(9)은 바람직하게 상기 제 1 측정 평면(13')의 삼각 측정 센서들(9)에 대한 수직 평면(30)에 반사 대칭으로 배치되어 있다.
제 3 및 제 4 측정 평면(13"' 및 13IV)에서는 삼각 측정 센서들(9, 9')이 이동 방향(6)에 대하여 수직으로 뻗는 수직 평면(31)에 대하여 예각(β)으로 배치되어 있다. 상기 제 3 측정 평면(13"')에서는 삼각 측정 센서들(9')의 광학 축들이 이동 방향(6)과 반대 방향으로 예정된 각(β), 예컨대 30°에 상응하게 정렬 또는 설치됨으로써, 이동 방향(6)과 반대로 방향 설정된 검출 영역/스캐닝 영역(32"')이 얻어진다. 그럼으로써, 상부측 높이 프로파일(33IV) 이외에 특히 부품(33)의 이동 방향(6)으로 전방에 있는 가로 프로파일(33"')이 검출된다. 그럼으로써, 이동 방향(6)으로 상기 부품(33)의 수직 에지들뿐만 아니라 상기 이동 방향(6)에 대하여 가로로 연장되는 급경사의 에지들도 검출될 수 있다.
수직 평면(31)을 기준으로 상기 제 3 측정 평면(13"')의 삼각 측정 센서들(9')에 대하여 반사 대칭으로 배치된 제 4 측정 평면(13IV)의 센서들(9)에 의해서는, 특히 상기 부품(33)의 후방 가로 프로파일(33V)을 검출하는 검출 영역(32IV)이 형성될 수 있다.
측정 평면들(13', 13", 13"', 13IV) 안에서 상응하게 방향 설정된 삼각 측정 센서들(9, 9')에 의하여, 부품(33)의 완전한 기하학적 구조가 검출될 수 있다. 본 발명에 따른 장치는 지지 평면(5)의 세로 측을 초과하지 않는 상대적으로 적은 폭을 갖는다.
대안적으로는, 상기 측정 평면들(13', 13", 13"', 13IV)에 추가하여 도면에 도시되지 않은 추가의 측정 평면도 제공될 수 있으며, 상기 측정 평면의 광학 축들은 수직 방향으로 아래로 향하고 있다. 상기 추가의 측정 평면에 의해서는, 음영 때문에 상기 측정 평면들(13', 13", 13"', 13IV)의 비스듬하게 설치된 삼각 측정 센서들(9)에 의해서는 검출될 수 없는, 상기 부품(33)의 상대적으로 깊은 "골(trough)"이 검출될 수 있다.
전술한 실시예들에서 각각 하나의 측정 평면(13', 13", 13"', 13IV)에 할당된 삼각 측정 센서들(9)은 이동 방향(6)에 대하여 가로로 포지션-오프셋을 갖는다. 상이한 측정 평면들(13', 13", 13"', 13IV)의 삼각 측정 센서들(9)은 이동 방향(6)을 따라서 포지션-오프셋을 갖는다.
대안적으로, 하나의 측정 평면(13', 13", 13"', 13IV)의 삼각 측정 센서들(9)은 수직 평면(30) 및/또는 수직 평면(31)을 기준으로 상이하게 정렬될 수도 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 하나의 측정 평면의 삼각 측정 센서들이 상이한 파동 범위(wave range, spectral range)에서 동작하며, 이 경우 부품의 검출 또는 산출은 삼각 측정 센서들에 각각 할당된 다수의 개별 좌표계 내에서 이루어진다. 삼각 측정 센서들의 개수는 부품의 크기 및 기하학적 구조에 의존한다. 예를 들어 제 1 측정 평면의 제 1 삼각 측정 센서는 620 nm의 파동 범위에서 동작할 수 있고, 상기 제 1 측정 평면의 제 2 삼각 측정 센서는 640 nm의 파동 범위에서 동작할 수 있으며, 상기 제 1 측정 평면의 제 3 삼각 측정 센서는 660 nm의 파동 범위에서 동작할 수 있다. 각각 센서들에 의해서 검출된 이미지 데이터(실제-데이터)는 평가 유닛의 공통적인 전체 좌표계 내에서 함께 가이드 된 다음에 CAD-모델의 설정-데이터 또는 이전에 삼각 측정 센서들에 의해서 검출된 상기 부품의 기준 모델의 설정-데이터와 비교된다. 이와 같은 비교 과정에 의해서는 바람직하게 개별 센서들에 의해 검출된 부품 영역들의 교차로 인하여 발생할 수 있는, 하나의 측정 평면에서의 측정 결과들의 상호 방해 작용이 피해진다.
상기 효과는 삼각 측정 센서들에 상응하는 컬러 필터를 부착함으로써 촉진될 수 있다.
대안적으로, 삼각 측정 센서들은 구조화된 빛을 토대로 하여서 또는 포토그램(photogram)적인 방법을 토대로 하여서 사용될 수 있다. 대안적으로, 삼각 측정 센서들은 마그네슘 섬광의 실행 시간을 평가할 수 있는 3D-카메라도 구비할 수 있다.
본 발명의 대안적인 한 실시예에 따르면, 부품은 측정 장치 또는 측정 평면들을 여러 번 통과할 수 있다. 그 경우 평가 유닛 내에서는, 검출된 데이터가 하나의 전체 모델로 조합된다.
삼각 측정 센서들은 바람직하게 교정된 상태로 배치되어 있고, 상호 고정된 상대적 위치를 갖는다.
도 5 및 6에 따른 본 발명의 한 추가의 실시예에 따르면 이동 방향(6)으로 이동 가능한 지지부(41)가 제공되는데, 상기 지지부는 수직 기둥들 옆에 상기 기둥들의 상단부들을 연결하는 크로스 암(43)을 구비한다. 상기 크로스 암(43)의 수직으로 진행하는 한 벽에는 세 개의 삼각 측정 센서들(9)을 구비한 지지 플레이트(44)가 배치되어 있으며, 상기 지지 플레이트는 상기 크로스 암(43)의 종축(42)을 중심으로 선회 가능하게 지지되어 있다. 이 목적을 위하여, 조정 장치(40)는 조정 수단으로서 예를 들어 도면에 도시되지 않은 스텝 모터(step motor)를 구비하며, 상기 스텝 모터에 의해서는 삼각 측정 센서들(9)이 부품(2)의 기준 모델에 의해서 제시되는 상기 부품의 설정-데이터에 따라 동시에 자동으로 조정된다. 그럼으로써, 부품(2) 쪽으로 향하는 삼각 측정 센서들(9)의 방위가 상기 설정-데이터로부터 고정적으로 세팅됨으로써, 부품(2)의 높이 프로파일 및 가로 프로파일의 실제-기하학적 구조가 검출될 수 있다.
상기 조정 장치(40)가 추가로 조정 수단을 구비함으로써, 삼각 측정 센서들(9)은 회전축(45)을 중심으로 선회 가능하게 지지되어 있으며, 이 경우 상기 회전축(45)은 크로스 암(43)의 종축(42)에 대하여 수직으로 뻗는다. 상기 회전 축(45)은 바람직하게 수평 방향으로 뻗는다. 이와 같은 방식에 의해, 부품(2) 쪽을 향하는 삼각 측정 센서들(9)의 정렬 상태가 개선될 수 있다. 상기 센서들(9)에는 조정 수단으로서 각각 하나의 스텝 모터가 할당될 수 있으며, 이 경우 센서들(9)은 불연속적으로, 바람직하게는 등거리 동작으로 회전될 수 있다.
대안적인 한 실시예에 따르면, 지지 플레이트(44)를 위한 조정 수단 및 개별 센서들(9)은 또한 상기 지지 플레이트(44) 및 센서들(9)이 종축(42) 또는 회전축(45)을 중심으로 연속적으로 조정되도록 형성될 수도 있다. 이 목적을 위하여 서보 모터(servo motor)가 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 한 변형예에 따르면, 부품(2)의 위치는 제 1의 개관 스캐닝 플로우에 의해서 검출될 수 있으며, 이 경우 삼각 측정 센서들(9)은 한 가지 출발 위치에 있다. 제 2 단계에서는 제 2의 메인 스캐닝 플로우가 이루어지며, 이 경우 부품(2)을 향하는 삼각 측정 센서들(9)의 자동적인 정렬은 부품(2)의 실제-데이터를 검출하기 위한 기준 모델을 설정-데이터에 적응시키는 과정과 동시에 이루어진다. 이 경우 삼각 측정 센서들(9)의 방위는 설정-데이터에 동적으로 적응된다. 이때 부품(2)의 높이 프로파일 및 가로 프로파일의 검출은 더욱 최적화될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 한 대안적인 변형예에 따르면, 조정 장치(40)가 또한 조정 수단들을 구비할 수 있음으로써, 제 1 개관 스캐닝 플로우에서는 단지 부품(2)의 설정-데이터를 고려하지 않은 상태에서 상기 부품(2)의 위치 및 치수만이 검출된다. 제 2 메인 스캐닝 플로우에서는, 삼각 측정 센서들(9)이 고정적으로 배 치되거나 또는 이동함으로써, 부품(2)의 측정점 데이터(실제-데이터)가 검출된다.
도 5 및 6에 따른 장치의 실시예에 의해서는 바람직하게 부품(2)의 스캐닝 과정이 개선될 뿐만 아니라 특히 더 신속해진다. 상대적으로 짧은 시간 안에 부품(2)의 위치 및 방위를 검출할 수 있기 위하여, 삼각 측정 센서들(9)은 바람직하게 비디오 센서로서 형성될 수 있다.

Claims (19)

  1. 부품의 높이 프로파일을 결정하기 위한 적어도 하나의 삼각 측정 센서를 포함하는 레이저 삼각 측정 장치를 구비하며, 상기 부품이 레이저 삼각 측정 장치에 대하여 상대적으로 수평의 이동 방향으로 이동할 수 있는 지지 평면에 배치되어 있는, 부품 측정 장치에 있어서,
    두 개 이상의 삼각 측정 센서들(9, 21, 21', 21")은, 적어도 하나의 공통 측정 평면(13)에서의 부품(2, 20)의 높이 프로파일 및 가로 프로파일을 결정하기 위하여, 포지션-오프셋을 형성하면서 상기 공통 측정 평면(13)에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삼각 측정 센서들(9)은 하나의 공통 측정 평면에 행 형태로, 바람직하게는 수평 이동 방향(6)에 대하여 가로로 배치되어 있고 그리고/또는 상기 수평 이동 방향(6)에 대하여 가로로 행 형태로 배치된 삼각 측정 센서들은 상기 수평 이동 방향(6)으로 상호 변위 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하나의 측정 평면에 행 형태로 배치된 삼각 측정 센서들(21, 21', 21") 및/또는 제 1 측정 평면의 삼각 측정 센서들은 이웃하는 측정 평면의 삼각 측정 센서 들에 대하여 서로 고정된 또는 변동 가능한 예각(α)을 형성하면서 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    중간 삼각 측정 센서(21')는 지지 평면(18)의 가로 중간 평면(22)의 영역에서 상기 지지 평면 위에 배치되어 있으며, 상기 삼각 측정 센서(21')의 광학 축(23)은 수직으로 또는 상기 지지 평면(18)에 대하여 변경된 방위로 뻗는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    중간 삼각 측정 센서(21')의 양면에는 삼각 측정 센서(21")가 각각 하나씩 연결되며, 상기 삼각 측정 센서(21")의 광학 축(24)은 한편으로는 상기 중간 삼각 측정 센서(21')의 광학 축(23)과 함께 바람직하게는 수직의 측정 평면(13)을 형성하고, 다른 한편으로는 각각 상기 중간 삼각 측정 센서(21')의 광학 축(23)에 대하여 바람직하게는 변동 가능한 예각(α)을 형성하면서 뻗는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 삼각 측정 센서(21')가 수직 방향으로 위로 변위 배치되어 있거나 또는 외부 삼각 측정 센서(21")에 대하여 변동 가능하게 배치되어 있는 것을 특징 으로 하는, 부품 측정 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 평면(18)이 정밀 가이드 장치(17)에 의해서 뒤로 가이드 될 수 있도록 그리고 위치 설정 가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삼각 측정 센서들(9)이 고정된 하나의 공통 지지부(11) 상에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삼각 측정 센서들(9)이 상기 삼각 측정 센서들(9)의 지지부(41)에 대하여 상대적으로 각각 개별적으로 움직일 수 있도록 그리고/또는 동시에 움직일 수 있도록 지지하는 조정 장치(40)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조정 장치(40)가 상기 지지부(41)의 크로스 암(43)의 종축(42)을 중심으로 선회 가능하게 상기 크로스 암(43) 상에 지지된 지지 플레이트(44)를 구비하며, 상기 지지 플레이트 상에는 삼각 측정 센서들(9)이 고정적으로 그리고/또는 상기 크로스 암(43)의 종축(42)에 대하여 직각 방향으로 뻗는 회전축(45)이 선회 가 능하게 지지되어 배치된 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 조정 장치(40)는, 삼각 측정 센서들(9)을 연속적으로 또는 불연속적으로, 바람직하게는 동일한 보폭으로, 부품(2)에 대하여 정렬시키는 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    부품(2)의 기준 모델에 의해 제시되는 상기 부품(2)의 설정-데이터에 따라서 삼각 측정 센서들(9)을 자동으로 정렬시키는 그리고/또는 상기 삼각 측정 센서들(9)의 위치를 고정시키는 조정 수단을 상기 조정 장치(40)가 구비하는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  13. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    고정된 출발 위치에 있는 삼각 측정 센서들(9)의 제 1 개관 스캐닝 플로우를 이용하여 부품(2)의 위치를 검출한 후에, 제 2 메인 스캐닝 플로우에서 자동으로 부품(2)의 설정-데이터에 적응시킨 가운데 상기 부품(2)의 실제-데이터를 검출하기 위하여 상기 삼각 측정 센서들을 상기 부품(2)을 향하여 정렬시키는 조정 수단을 상기 조정 장치(40)가 구비하는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  14. 제 9 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 개관 스캐닝 플로우에서는 부품(2)의 설정-데이터를 고려하지 않은 상태에서 단지 상기 부품의 위치 및 치수만을 검출하고, 제 2 메인 스캐닝 플로우에서 상기 삼각 측정 센서들(9)을 고정 배치하거나 또는 이동시킨 가운데 상기 부품(2)의 실제-데이터를 검출하는 조정 수단을 상기 조정 장치(40)가 구비하는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부(14) 및/또는 크로스 암(43)이 수평의 이동 방향(6)으로 이동 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 삼각 측정 센서들(9)이 비디오 센서로서 형성된 것을 특징으로 하는, 부품 측정 장치.
  17. 부품(2, 20)의 설정-데이터가 상기 부품(2, 20)의 실제-데이터와 비교되는, 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 따른 부품 측정 장치를 위한 평가 유닛에 있어서,
    상기 부품(2, 20)의 설정-데이터는 전자 방식으로 형성되는 3차원적인 기준 모델로서 제시되고, 상기 설정-데이터는 비교시에 기준점들을 정렬한 가운데 실제- 데이터에 의해서 나타나는 실제-모델과 중첩되는 것을 특징으로 하는, 평가 유닛.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 평가 유닛(4)이 테스트 프로그램을 포함하고, 상기 테스트 프로그램에 의해서는 상기 부품(2, 20)의 실제-모델의 사전 선택 가능한 기하학적인 특성들이 자동화 가능하게 검사될 수 있는 것을 특징으로 하는, 평가 유닛.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 평가 유닛(4)이 평가 데이터를 저장하기 위한 메모리를 포함하는 것을 특징으로 하는, 평가 유닛.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108344382A (zh) * 2018-01-22 2018-07-31 上海交通大学 具有定位补偿功能的数字化卡板及其测量方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009009393A1 (de) 2009-02-18 2010-08-19 Pixargus Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen eines Körpers
DE102010015689B4 (de) * 2010-04-21 2019-05-23 Aktiebolaget Skf Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung eines Lagerbauteils
CA2738396C (en) * 2011-04-28 2013-12-24 Denis Lessard Optical inspection apparatus and method
US10139806B2 (en) * 2015-01-12 2018-11-27 The Boeing Company Systems and methods for coordinate transformation using non-destructive imaging
US9784821B2 (en) 2015-07-02 2017-10-10 Laser Technology, Inc. Laser sensor module array for vehicle identification, speed monitoring and traffic safety applications
CN111314538A (zh) * 2015-07-14 2020-06-19 苹果公司 手机及仪表控制方法以及使用该方法的系统
FR3040782B1 (fr) * 2015-09-08 2017-09-01 Eurostat Group Dispositif et procede de controle d’une piece thermoformee
KR101715903B1 (ko) 2015-10-27 2017-03-13 국방과학연구소 잡음신호와 배열 뒤틀림 및 회전각 오차에 강인한 삼중 배열 센서 방위 탐지 방법 및 장치
CN105371772A (zh) * 2015-10-30 2016-03-02 东莞市嘉腾仪器仪表有限公司 一种3d元件高度检测仪及其检测步骤
CN107505620A (zh) * 2017-08-18 2017-12-22 河南科技大学 沟形测绘装置
US10591420B1 (en) * 2019-04-30 2020-03-17 Spirit Aerosystems, Inc. In-line laser profilometry inspection system
EP3865813A1 (en) * 2020-02-15 2021-08-18 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Scanning of objects
CN117190919B (zh) * 2023-11-07 2024-02-13 湖南科天健光电技术有限公司 一种管道直线度测量方法及测量系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1211500B (it) 1987-11-05 1989-11-03 Fiat Auto Spa Metodo e apparecchiatura per effettuare il controllo dimensionale di un pezzo per via optoelettronica
US5028799A (en) * 1988-08-01 1991-07-02 Robotic Vision System, Inc. Method and apparatus for three dimensional object surface determination using co-planar data from multiple sensors
JP3038743B2 (ja) * 1989-12-15 2000-05-08 ソニー株式会社 ３次元形状データ作成装置及び３次元形状データ作成方法
DE4025682A1 (de) 1990-08-14 1992-02-20 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung zum messen und verfahren beim messen von profilen strangfoermigen guts
DE4026206C2 (de) * 1990-08-18 1995-04-13 Kernforschungsz Karlsruhe Verfahren zur vollautomatischen zweidimensionalen Vermessung von mechanischen Mikrostrukturen auf Substraten
US5351126A (en) 1991-10-31 1994-09-27 Matsushita Electric Works, Ltd. Optical measurement system for determination of an object's profile or thickness
JPH06337209A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Prima Meat Packers Ltd 三次元物体計測装置
JP3375439B2 (ja) * 1994-11-10 2003-02-10 日本アビオニクス株式会社 光切断法による対象物の三次元測定装置
US6064759A (en) * 1996-11-08 2000-05-16 Buckley; B. Shawn Computer aided inspection machine
US6618155B2 (en) * 2000-08-23 2003-09-09 Lmi Technologies Inc. Method and apparatus for scanning lumber and other objects
TW488145B (en) * 2000-11-06 2002-05-21 Ind Tech Res Inst Three-dimensional profile scanning system
DE10062251C2 (de) 2000-12-14 2002-12-12 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätsüberprüfung eines Körpers
DE10313191A1 (de) * 2003-03-25 2004-10-07 Gutehoffnungshütte Radsatz Gmbh Verfahren zur berührungslosen dynamischen Erfassung des Profils eines Festkörpers
DE10341042A1 (de) * 2003-09-03 2005-03-31 Claas Fertigungstechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Vermessung von Bauteilen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108344382A (zh) * 2018-01-22 2018-07-31 上海交通大学 具有定位补偿功能的数字化卡板及其测量方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006063543A1 (de) 2006-06-22
US7671999B2 (en) 2010-03-02
JP4815451B2 (ja) 2011-11-16
US20090015846A1 (en) 2009-01-15
JP2008524561A (ja) 2008-07-10
EP1825216A1 (de) 2007-08-29
DE102005042902A1 (de) 2007-03-22
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