WO2009003692A1 - Vorrichtung zur abbildung der innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen hohlraums in einem werkstück - Google Patents

Vorrichtung zur abbildung der innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen hohlraums in einem werkstück Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to a device referred to in the preamble of claim 1 for imaging the inner surface of a preferably cylindrical cavity in a workpiece.
  • a device is known from DE 198 06 261 B4.
  • the optics have the shape of an endoscope, which is moved linearly, whereby individual images are available as primary images. These are captured by a digital camera and first stored in digital form and then converted to a rectangular image by a polar coordinate transformation, in which the primary images are combined to form an overall image of the interior surface of the cavity.
  • the processing and transformation of the primary images is based on their entire information content, with the result that the time for processing the signals is relatively large.
  • the purpose of imaging an inner surface of a cylindrical cavity in a workpiece is to inspect the surface for defects and faulty ones
  • Eliminate components This is particularly important in the automotive industry, where functionally relevant holes are mass-produced, for example in brake cylinders, calipers, connecting rods, pistons, engine Cylinders, cylinder liners or bearing bushes.
  • Such a test has hitherto been carried out by visual inspection and, of course, with the limitations of visual inspection.
  • the aim is to perform a piece-by-piece check while automating the
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a device referred to in the preamble of claim 1, in which the time for the test is so low that a piece-by-piece examination, in particular an automatic test done can.
  • the problem underlying the invention is achieved by the teaching set forth in claim 1.
  • the basic idea of the invention is that the digital image recorder, which receives the all-around image taken by the optics, produces only output signals corresponding to an annular band on the inner surface of the cavity, such that the output signal contains only information about this annular band. This results in a considerable reduction of the information content. These reduced output signals then form the image content of the lines of a Cartesian overall image, which is generated as a result. The gradual advance of the optics each new lines are strung together, so that the overall picture is created.
  • the invention takes advantage of the fact that there are available high-speed digital imagers capable of capturing 1,000 frames per second and producing corresponding image signals.
  • the digital image recorder has a matrix-shaped pixel arrangement as well as a digital read-out window which is programmed so that only Output signals corresponding to the annular band are generated on the inner surface of the cavity. Since in this embodiment an image sensor with matrix-shaped pixel arrangement can be used, in this way it is possible to realize the basic idea of the invention with a relatively simple and inexpensive standard hardware.
  • the image sensor has a ring sensor, in which the pixels are arranged on an annular surface.
  • the ring sensor detected from the outset only the required area for the evaluation.
  • Such ring sensors are available and have 2048 pixels, for example, on an annular surface with an outer diameter of 10 mm.
  • any other image pickup arrangements can be used by means of which an annular band can be imaged on the inner surface of the cavity.
  • a matrix sensor with random pixel access can be used, in which only those pixels are accessed to which the annular band is imaged. Since the remaining pixels are not evaluated, even in such an embodiment the information content is reduced the teaching of the invention.
  • any other techniques can be used by means of which an annular zone can be scanned, for example by using a fixed image recorder and rotating the image via a prism arrangement.
  • a micromirror array or a DLP digital light processor
  • the annular band is always detected on the inner surface of the cavity and converted into a line of Cartesian overall picture.
  • the axial feed of the optical system thus successively adds lines to the Cartesian image so that the overall cartesian image results after completion of the axial feed motion, which can be evaluated in a quick and simple manner.
  • means which analyze the image content of the lines of the Cartesian image and pass the output signals only when an adjustable limit value is exceeded to the means for generating a Cartesian image.
  • an adjustable limit value is exceeded to the means for generating a Cartesian image.
  • only the surface defects are shown, whereby the surface defects which are to be displayed can be determined by setting the limit value.
  • a lighting source for all-round lighting is fixedly arranged in the field of optics.
  • the illumination is unnecessary over a remote from the optic light source whose light is passed, for example, through a light guide.
  • the illumination source is an LED light source.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention together with a workpiece
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a device according to the invention
  • Fig. 3 shows schematically the receiving surface of a
  • FIG. 4 schematically shows the storage of a circle recorded by the image recorder
  • FIG. 5 shows the formation of a Cartesian image
  • FIG. 6 shows schematically the development of the interior surface of the hole.
  • the device according to FIG. 1 has an all-round 360 ° optical system 2, for example a fisheye optical system, so that it images a cylindrical inner surface 4 of a bore 6 in a workpiece 8 on a digital image recorder 10 in this exemplary embodiment.
  • the optic 2 is designed in the manner of an endoscopic optic, which is arranged on a holder 12 and is moved by an electromotive feed drive 14 so as to move the optic 2 in the axial direction through the bore 6.
  • the illumination of the cylindrical inner surface 4 is effected by a light source 16, which in this exemplary embodiment is a light-emitting diode or a high-power laser diode which emits light continuously or in a pulsed manner.
  • the output signal of the image recorder 10 passes via a line 18 into an evaluation computer 20, the function of which will be explained below with reference to FIGS. 3 to 6.
  • Fig. 2 shows a second embodiment of a device according to the invention, which is suitable for use in larger holes compared to the embodiment of FIG.
  • the imager 10 is in the
  • a ring light which may be formed for example by an LED array.
  • FIG. 3 initially shows the receiving surface of the image recorder 10, in which an evaluation window is programmed such that a ring window 22 is arranged between an outer window ren circular ring 24 and an inner circular ring 26 is open, so that only from the area of this ring window 22 image signals are transmitted from the image sensor 10.
  • Fig. 4 illustrates how the evaluation computer 20 forms over the circumference of the cylindrical inner surface 4 of 0 ° to 360 ° line strip 28, which are stored sequentially in dependence on the provided by the feed drive 14 axial position of the lens 2 in the drawing in the vertical direction , so that within a Cartesian image surface 30 shown in FIG. 5 with corner points 32, 34, 36 and 38 image signals are generated which serve to represent a development 40, as shown schematically in FIG.
  • annular bands are imaged on the inner surface 4 of the bore 6 and converted into lines of a Cartesian image in the manner described above.
  • an overall Cartesian image is created which represents the entire surface of the bore 6 to be examined.
  • the axial feed of the optics 2 can be carried out stepwise, for example, wherein the axial step size can be chosen in particular so that the respectively recorded annular bands on the inner surface of the Bore 6 in the axial direction seamlessly and without overlapping connect to each other.
  • the feed drive 14 and the evaluation computer 20 are in data transmission connection, as indicated in Fig. 1 by the reference numeral 42.
  • a ring sensor in which the pixels are arranged on an annular surface can also be used according to the invention.
  • Such an embodiment has the advantage that only output signals corresponding to a respective annular band are recorded on the inner surface 4 of the cavity, so that a selection of the recorded output signals, for example via a programmed readout window, is not required.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche (4) eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraumes in einem Werkstück (8) weist eine Optik (2) mit Rundumblick von vorzugsweise 360°, Mittel zum Vorschub der Optik (2) senkrecht zur Ebene des Rundumblicks, einen digitalen Bildaufnehmer (10) mit einer ebenen Bildaufnahmefläche, auf der das von der Optik (2) aufgenommene Rundumbild abgebildet wird, und Mittel auf, die aus den digitalen Ausgangssignalen des Bildaufnehmers (10) ein kartesisches Bild erzeugen, das eine Abwicklung (40) der Innenfläche des Hohlraumes ist. Erfindungsgemäß ist der digitale Bildaufnehmer (10) derart ausgebildet, daß nur Ausgangssignale entsprechend einem ringförmigen Band auf der Innenfläche des Hohlraumes in einer Ebene im wesentlichen quer zur Richtung des schrittweisen Vorschubs der Optik erzeugt werden, wobei diese Ausgangssignale den Bildinhalt der Zeilen eines kartesischen Gesamtbildes bilden.

Description

Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraums in einem Werkstück
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zur Abbildung der Innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraums in einem Werkstück. Eine derartige Vorrichtung ist durch DE 198 06 261 B4 bekannt. Dabei hat die Optik die Form eines Endoskopes, das linear bewegt wird, wodurch Einzelbilder als Primärbilder zur Verfügung stehen. Diese werden durch eine digitale Kamera aufgenommen und in digitaler Form zunächst gespeichert und dann durch eine Polarkoordinaten-Transformation zu einem rechteckigen Bild umgeformt, in dem die Primärbilder zu einem Gesamtbild der Innenfläche des Hohlraums zusammengefügt werden. Der Verarbeitung und Transformation der Primärbilder liegt jeweils deren gesamter Informationsinhalt zugrunde, was zur Folge hat, daß die Zeit für die Verarbeitung der Signale verhältnismäßig groß ist.
Die Abbildung einer Innenfläche eines zylindrischen Hohlraums in einem Werkstück dient dem Ziel, die Oberfläche auf Fehler zu untersuchen und fehlerhafte
Bauteile auszuscheiden. Dies ist besonders in der Automobilindustrie von Bedeutung, wo funktionsrelevante Bohrungen seriengefertigt werden, beispielsweise bei BremsZylindern, Bremssätteln, Pleueln, Kolben, Motor- Zylindern, Zylinderlaufbuchsen oder Lagerbuchsen. Eine solche Prüfung erfolgte bisher durch visuelle Inspektion und natürlich behaftet mit den Einschränkungen der Sichtkontrolle. Anzustreben ist jedoch eine Stück-für- Stück-Prüfung bei gleichzeitiger Automatisierung des
PrüfVorganges . Eine solche Prüfung ist mit der genannten bekannten Vorrichtung bei kurzen Taktzeiten nicht möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, bei der die Zeit für die Prüfung so gering ist, daß eine Stück-für-Stück-Prü- fung, insbesondere eine automatische Prüfung, erfolgen kann. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Lehre gelöst .
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, daß der digitale Bildaufnehmer, der das von der Optik aufgenommene Rundumbild aufnimmt, nur AusgangsSignale ent- sprechend einem ringförmigen Band auf der Innenfläche des Hohlraumes erzeugt, derart, daß das Ausgangssignal nur Informationen über dieses ringförmige Band enthält. Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Reduktion des Informationsinhalts. Diese reduzierten Ausgangssignale bilden dann den Bildinhalt der Zeilen eines kartesi- schen Gesamtbildes, das im Ergebnis erzeugt wird. Durch den schrittweisen Vorschub der Optik werden jeweils neue Zeilen aneinandergereiht, so daß das Gesamtbild entsteht . Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß digitale Hochgeschwindigkeitsbildaufnehmer zur Verfügung stehen, die in der Lage sind, 1.000 Bilder pro Sekunde aufzunehmen und entsprechende Bildsignale zu erzeugen. Um gemäß dem Grundgedanken der Erfindung nur Ausgangssignale entsprechend einem ringförmigen Band auf der Innenfläche des Hohlraumes zu erzeugen, sieht eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre vor, daß der digitale Bildaufnehmer eine matrixförmige Bildpunkt- anordnung sowie ein digitales Auslesefenster aufweist, das so programmiert ist, daß nur AusgangsSignale entsprechend dem ringförmigen Band auf der Innenfläche des Hohlraumes erzeugt werden. Da bei dieser Ausführungs- form ein Bildaufnehmer mit matrixförmiger Bildpunkt- anordnung verwendet werden kann, ist auf diese Weise eine Verwirklichung des Grundgedankens der Erfindung mit einer relativ einfachen und kostengünstigen Standardhardware ermöglicht. Eine andere außerordentlich vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lehre sieht jedoch vor, daß der Bildaufnehmer einen Ringsensor aufweist, bei dem die Bildpunkte auf einer ringförmigen Fläche angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform erfaßt der Ringsensor von vornherein nur den für die Auswertung erforderlichen Bereich. Derartige Ringsensoren stehen zur Verfügung und weisen beispielsweise auf einer ringförmigen Fläche mit einem Außendurchmesser von 10 mm 2048 Pixel auf. Darüber hinaus können erfindungsgemäß auch beliebige andere Bildaufnehmeranordnungen verwendet werden, mittels derer ein ringförmiges Band auf der Innenfläche des Hohlraumes abgebildet werden kann. Beispielsweise kann hierzu erfindungsgemäß ein Matrixsensor mit wahl- freiem PixelZugriff verwendet werden, bei dem ausschließlich auf diejenigen Pixel zugegriffen wird, auf die das ringförmige Band abgebildet wird. Da die übrigen Pixel nicht ausgewertet werden, ist auch bei einer solchen Ausführungsform der Informationsgehalt entspre- chend der erfindungsgemäßen Lehre reduziert. Darüber hinaus können erfindungsgemäß auch beliebige andere Techniken verwendet werden, mittels derer eine ringförmige Zone abgetastet werden kann, beispielsweise da- durch, daß ein feststehender Bildaufnehmer verwendet wird, und das Bild über eine Prismenanordnung rotiert. In diesem Zusammenhang können beispielsweise und insbesondere ein Mikrospiegel-Array oder ein DLP ("digital light processor") verwendet werden. Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß auch möglich, das für die Auswertung vorgesehene ringförmige Band unter Verwendung von Glasfaserbündeln zu erzeugen, über deren eingangsseitige Enden das ringförmige Band erfaßt wird und die so geordnet sind, daß ihre ausgangsseitigen Enden das ring- förmige Band in eine Zeile eines kartesischen Bildes abbilden. Erfindungsgemäß wird also stets das ringförmige Band auf der Innenfläche des Hohlraumes erfaßt und in eine Zeile eines kartesischen Gesamtbildes umgesetzt. Beim axialen Vorschub der Optik werden dem kar- tesischen Bild somit nacheinander Zeilen hinzugefügt, so daß sich nach Beendigung der axialen Vorschubbewegung das kartesische Gesamtbild ergibt, das auf schnelle und einfache Weise ausgewertet werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind Mit- tel vorgesehen, die den Bildinhalt der Zeilen des kar- thesischen Bildes analysieren und die Ausgangssignale nur bei Überschreiten eines einstellbaren Grenzwertes zu den Mitteln zur Erzeugung eines kartesischen Bildes durchlassen. In optischer Hinsicht werden somit nur die Oberflächenfehler dargestellt, wobei durch die Einstellung des Grenzwertes die Oberflächenfehler bestimmt werden können, die zur Darstellung gelangen sollen. Natürlich ist es dann auch ohne weiteres möglich, diese Fehlersignale auszuwerten und die fehlerhaften Werk- stücke entsprechend auszuscheiden oder zu markieren. Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist im Bereich der Optik eine Beleuchtungsquelle zur Rundumbeleuchtung fest angeordnet . Dadurch erübrigt sich die Beleuchtung über eine von der Optik entfernt angeordnete Lichtquelle, deren Licht beispielsweise durch einen Lichtleiter geleitet wird. Vorzugsweise ist die Beleuchtungsquelle eine LED-Lichtquelle. Zweckmäßigerweise ist sie auch eine Laserdiode. Anhand der stark schematisierten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Dabei bilden alle beschriebenen, in der Zeichnung dargestellten und in den Patentansprüchen beanspruchten Merkmale für sich genommen sowie in beliebiger Kombination miteinander den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen sowie deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Beschreibung bzw. Darstellung in der Zeichnung.
Es zeigt :
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit einem Werkstück, Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3 schematisch die Aufnahmefläche eines
Bildaufnehmers ,
Fig. 4 schematisch die Speicherung eines von dem Bildaufnehmer aufgenommenen Kreis- rings, Fig. 5 die Bildung eines kartesischen Bildes und Fig. 6 schematisch die Abwicklung der Innen- fläche der Bohrung.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist eine Optik 2 mit Rundumblick von 360°, beispielsweise eine Fisheye- Optik, auf, so daß sie eine zylindrische Innenfläche 4 einer Bohrung 6 in einem Werkstück 8 auf einem bei diesem Ausführungsbeispiel digitalen Bildaufnehmer 10 abbildet. Die Optik 2 ist nach Art einer endoskopischen Optik ausgebildet, die an einer Halterung 12 angeordnet ist und durch einen elektromotorischen Vorschubantrieb 14 bewegt wird, um so die Optik 2 in Axialrichtung durch die Bohrung 6 zu bewegen. Die Beleuchtung der zylindrischen Innenfläche 4 erfolgt durch eine Lichtquelle 16, bei der es sich bei diesem Ausführungsbei- spiel um eine Leuchtdiode oder eine Hochleistungslaserdiode handelt, die kontinuierlich oder gepulst Licht abgibt. Das Ausgangssignal des Bildaufnehmers 10 gelangt über eine Leitung 18 in einen Auswerterechner 20, dessen Funktion nachfolgend anhand der Figuren 3 bis 6 erläutert wird.
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, das im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 für eine Verwendung in größeren Bohrungen geeignet ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Bildaufnehmer 10 in der
Halterung 12 aufgenommen, so daß die Halterung 12 mit dem Bildaufnehmer 10 bei einem axialen Vorschub der Vorrichtung in die Bohrung 6 eintaucht. Als Lichtquelle 16 dient bei diesem Ausführungsbeispiel ein Ringlicht, das beispielsweise durch ein LED-Array gebildet sein kann.
Fig. 3 zeigt zunächst die Aufnahmefläche des Bildaufnehmers 10, bei dem ein Auswertefenster so programmiert ist, daß ein Ringfenster 22 zwischen einem äuße- ren Kreisring 24 und einem inneren Kreisring 26 geöffnet ist, so daß nur aus dem Bereich dieses Ringfensters 22 Bildsignale von dem Bildaufnehmer 10 übertragen werden. Fig. 4 verdeutlicht, wie der Auswerterechner 20 über den Umfang der zylindrischen Innenfläche 4 von 0° bis 360° Zeilenstreifen 28 bildet, die in Abhängigkeit von der durch den Vorschubantrieb 14 vorgesehenen axialen Position der Optik 2 in der Zeichnung in vertikaler Richtung nacheinander gespeichert werden, so daß innerhalb einer in Fig. 5 dargestellten kartesischen Bildfläche 30 mit Eckpunkten 32, 34, 36 und 38 Bildsignale erzeugt werden, die zur Darstellung einer Abwicklung 40 dienen, wie das schematisch in Fig. 6 ge- zeigt ist.
Anhand der Abwicklung 40 gemäß Fig. 6 ist eine visuelle Beurteilung der zylindrischen Innenfläche 4 der Bohrung 6 möglich. Durch eine nicht dargestellte Auswertungseinrichtung können die Bildsignale gemäß Fig. 5 auch automatisch ausgewertet werden, um so fehlerhafte Werkstücke automatisch auszuscheiden.
Entsprechend der axialen Position der Optik 2 werden in Axialrichtung zueinander beabstandete ringförmige Bänder auf der Innenfläche 4 der Bohrung 6 abgebil- det und in der oben beschriebenen Weise in Zeilen eines kartesischen Bildes umgewandelt. Durch Aneinanderreihung der aus der Abbildung des jeweiligen ringförmigen Bandes gewonnenen kartesischen Einzelbilder wird ein kartesisches Gesamtbild erzeugt, das die gesamte zu untersuchende Oberfläche der Bohrung 6 darstellt. Der axiale Vorschub der Optik 2 kann beispielsweise schrittweise erfolgen, wobei die axiale Schrittweite insbesondere so gewählt sein kann, daß die jeweils aufgenommenen ringförmigen Bänder auf der Innenfläche der Bohrung 6 in Axialrichtung nahtlos und überlappungsfrei aneinanderanschließen. Es ist erfindungsgemäß auch möglich, daß sich die in Axialrichtung aufeinanderfolgenden ringförmigen Bänder in Axialrichtung überlappen, soweit dies bei der Auswertung kompensierend berücksichtigt wird. Um den axialen Vorschub der Optik 2 und die Aufnahme von Bildsignalen zu synchronisieren, stehen der Vorschubantrieb 14 und der Auswerterechner 20 in Datenübertragungsverbindung, wie in Fig. 1 durch das Bezugszeichen 42 angedeutet.
Anstelle eines Bildaufnehmers mit matrixförmiger Bildpunktanordnung gemäß Fig. 6 kann erfindungsgemäß insbesondere auch ein Ringsensor verwendet werden, bei dem die Bildpunkte auf einer ringförmigen Fläche an- geordnet sind. Eine solche Ausführungsform hat den Vorteil, daß ausschließlich Ausgangssignale entsprechend jeweils einem ringförmigen Band auf der Innenfläche 4 des Hohlraumes aufgenommen werden, so daß eine Selektion der aufgenommenen Ausgangssignale, beispielsweise über ein programmiertes Auslesefenster, nicht erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche (4) eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraums in einem Werkstück (8) ,
mit einer Optik (2) mit Rundumblick von vorzugsweise 360°,
mit Mitteln zum Vorschub der Optik (2) senkrecht zur Ebene des Rundumblicks,
mit einem digitalen Bildaufnehmer (10) mit einer ebenen Bildaufnahmefläche, auf der das von der Optik (2) aufgenommene Rundumbild abgebildet wird, und
mit Mitteln, die aus den digitalen Ausgangssignalen des Bildaufnehmers (10) ein kartesisches Bild erzeugen, das eine Abwicklung (40) der Innenfläche des Hohlraums ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der digitale Bildaufnehmer (10) derart ausgebildet ist, daß nur Ausgangssignale entsprechend einem ringförmigen Band auf der Innenfläche (4) des Hohlraums in einer Ebene im wesentlichen quer zur Richtung des schrittweisen Vorschubs der Optik erzeugt werden, und daß diese Ausgangssignale den Bildinhalt der Zeilen eines kartesischen Gesamtbildes bilden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß der digitale Bildaufnehmer (10) eine matrix- förmige Bildpunktanordnung sowie ein digitales Auslesefenster (22) aufweist, das so programmiert ist, daß nur Ausgangssignale entsprechend dem ringförmigen Band auf der Innenfläche (4) des Hohlraums erzeugt werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Bildaufnehmer einen Ringsensor aufweist, bei dem die Bildpunkte auf einer ringförmigen Fläche angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die den Bildinhalt der Zeilen des kartesischen Bildes analysieren und die Ausgangssignale nur bei Überschreiten eines einstellbaren Grenzwertes zu den
Mitteln zur Erzeugung eines kartesischen Bildes durchlassen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Optik
(2) eine Lichtquelle (16) zur Rundumbeleuchtung in Blickrichtung der Optik (2) fest angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- net, daß die Lichtquelle (16) eine LED-Lichtquelle ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (16) eine Laserdiode ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ringförmige Band aus einem einzelnen Ring besteht, der in dem kartesischen Gesamtbild zu einer einzelnen Zeile führt.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009006425U1 (de) 2009-05-05 2009-07-23 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zum Abbilden der Innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraumes in einem Werkstück
CN101881738A (zh) * 2009-05-04 2010-11-10 霍梅尔-埃塔米克有限公司 用于对工件中的空腔内表面进行成像的设备
EP2589953A2 (de) 2011-11-04 2013-05-08 Hommel-Etamic GMBH Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
US8508743B2 (en) 2011-03-04 2013-08-13 Hommel-Etamic Gmbh Crankshaft testing method
DE102014118844A1 (de) 2014-10-01 2016-04-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Prüfvorrichtung
US9393663B2 (en) 2010-08-23 2016-07-19 Hommel-Etamic Gmbh Measuring device
US9562756B2 (en) 2012-09-20 2017-02-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Measuring device with calibration
DE102015010225A1 (de) 2015-08-12 2017-02-16 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102016113400A1 (de) 2015-08-19 2017-02-23 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
US20180156738A1 (en) * 2015-05-22 2018-06-07 Sac Sirius Advanced Cybernetics Gmbh Apparatus and method for the optical detection of inner walls
DE112010004464B4 (de) * 2009-11-18 2018-11-22 Honda Motor Co., Ltd. Oberflächenprüfvorrichtung und Oberflächenprüfverfahren
DE102017111819A1 (de) 2017-05-30 2018-12-06 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102021105629A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
WO2023281359A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Coursebricks System and method for automated inspection of components using image augmentation and computer vision models
DE102022131398A1 (de) 2022-11-28 2024-05-29 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011079067A1 (de) * 2011-07-13 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für eine Rundumsichtinspektion
DE102011079068A1 (de) * 2011-07-13 2013-01-17 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung für eine Rundumsichtinspektion
DE102014108431A1 (de) * 2014-06-16 2015-12-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Messvorrichtung zum Überprüfen einer Zylinderbohrung
SE541623C2 (en) * 2017-10-11 2019-11-12 Chris Marine Ab Liner imaging device and a method for establishing an image of an inner wall of a liner
DE102019106851B4 (de) 2019-03-18 2023-06-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Kalibrierverfahren und Kalibrierhilfsmittel
DE102022102155B4 (de) 2022-01-31 2023-12-28 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Kalibrierhilfsmittel und Verfahren zur Herstellung des Kalibrierhilfsmittels
DE102022125115A1 (de) 2022-09-29 2024-04-04 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Optisches Messverfahren

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806279A1 (de) * 1997-02-14 1998-12-10 Fraunhofer Ges Forschung Sensor mit dynamischer Blickrichtungssteuerung
AT408385B (de) 1999-04-30 2001-11-26 Festo Ges M B H Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines abbildes einer im wesentlichen zylindrischen oberfläche
US20040021858A1 (en) 2000-05-30 2004-02-05 Hiromasa Shima Apparatus and method for detecting pipelwe defects

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1620012B1 (de) 2003-05-01 2012-04-18 Given Imaging Ltd. Panorama-gesichtsfeld-darstellungsvorrichtung
US7336833B2 (en) 2004-06-30 2008-02-26 Given Imaging, Ltd. Device, system, and method for reducing image data captured in-vivo

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19806279A1 (de) * 1997-02-14 1998-12-10 Fraunhofer Ges Forschung Sensor mit dynamischer Blickrichtungssteuerung
DE19806261B4 (de) 1997-02-14 2006-05-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur gesteuerten Darstellung von Hohlraum-Oberflächen
AT408385B (de) 1999-04-30 2001-11-26 Festo Ges M B H Verfahren und vorrichtung zur erfassung eines abbildes einer im wesentlichen zylindrischen oberfläche
US20040021858A1 (en) 2000-05-30 2004-02-05 Hiromasa Shima Apparatus and method for detecting pipelwe defects

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101881738A (zh) * 2009-05-04 2010-11-10 霍梅尔-埃塔米克有限公司 用于对工件中的空腔内表面进行成像的设备
EP2249147A2 (de) 2009-05-04 2010-11-10 Hommel-Etamic GMBH Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
DE102009019459A1 (de) 2009-05-04 2010-12-02 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
US20110001984A1 (en) * 2009-05-04 2011-01-06 Hubert Keller Apparatus for imaging the inner surface of a cavity within a workpiece
DE202010017482U1 (de) 2009-05-04 2011-11-28 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
DE102009019459B4 (de) * 2009-05-04 2012-02-02 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
US8334971B2 (en) * 2009-05-04 2012-12-18 Hommel-Etamic Gmbh Apparatus for imaging the inner surface of a cavity within a workpiece
RU2488098C2 (ru) * 2009-05-04 2013-07-20 Хоммель-Этамик Гмбх Устройство для отображения внутренней поверхности полости в детали
DE202009006425U1 (de) 2009-05-05 2009-07-23 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zum Abbilden der Innenfläche eines vorzugsweise zylindrischen Hohlraumes in einem Werkstück
DE112010004464B4 (de) * 2009-11-18 2018-11-22 Honda Motor Co., Ltd. Oberflächenprüfvorrichtung und Oberflächenprüfverfahren
US9393663B2 (en) 2010-08-23 2016-07-19 Hommel-Etamic Gmbh Measuring device
US8508743B2 (en) 2011-03-04 2013-08-13 Hommel-Etamic Gmbh Crankshaft testing method
DE202011111089U1 (de) 2011-11-04 2019-06-13 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
DE102011117618B4 (de) 2011-11-04 2019-07-18 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
DE102011117618A1 (de) 2011-11-04 2013-05-08 Hommel-Etamic Gmbh Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
US9395310B2 (en) 2011-11-04 2016-07-19 Hommel-Etamic Gmbh Device for imaging the inner surface of a cavity in a workpiece
EP2589953A2 (de) 2011-11-04 2013-05-08 Hommel-Etamic GMBH Vorrichtung zur Abbildung der Innenfläche eines Hohlraumes in einem Werkstück
US9562756B2 (en) 2012-09-20 2017-02-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Measuring device with calibration
DE102014118844B4 (de) * 2014-10-01 2016-11-03 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsprüfvorrichtung
US9983149B2 (en) 2014-10-01 2018-05-29 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bore testing device
DE202014010793U1 (de) 2014-10-01 2016-08-29 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Prüfvorrichtung
DE102014118844A1 (de) 2014-10-01 2016-04-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Prüfvorrichtung
JP2016070924A (ja) * 2014-10-01 2016-05-09 イェノプティク・インダストリアル・メトロロジー・ジャーマニー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 穿孔検査装置
DE102014118753A1 (de) 2014-10-01 2016-04-07 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Prüfvorrichtung
US10914687B2 (en) * 2015-05-22 2021-02-09 Sac Sirius Advanced Cybernetics Gmbh Apparatus and method for the optical detection of inner walls
US20180156738A1 (en) * 2015-05-22 2018-06-07 Sac Sirius Advanced Cybernetics Gmbh Apparatus and method for the optical detection of inner walls
DE202015009460U1 (de) 2015-08-12 2017-10-12 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
US10330915B2 (en) 2015-08-12 2019-06-25 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Borehole inspection device
DE102015010225A1 (de) 2015-08-12 2017-02-16 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
US20170044889A1 (en) * 2015-08-12 2017-02-16 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Borehole Inspection Device
DE102015010225B4 (de) * 2015-08-12 2017-09-21 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102016113400A1 (de) 2015-08-19 2017-02-23 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102016113503A1 (de) 2015-08-19 2017-02-23 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102016113400B4 (de) 2015-08-19 2023-11-30 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung und Bohrungsinspektionsverfahren
DE102016113503B4 (de) 2015-08-19 2024-06-13 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung und Bohrungsinspektionsverfahren
DE102017111819A1 (de) 2017-05-30 2018-12-06 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102017111819B4 (de) 2017-05-30 2021-07-22 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
DE102021105629A1 (de) 2020-03-12 2021-09-16 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung
WO2023281359A1 (en) * 2021-07-07 2023-01-12 Coursebricks System and method for automated inspection of components using image augmentation and computer vision models
DE102022131398A1 (de) 2022-11-28 2024-05-29 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Bohrungsinspektionsvorrichtung

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DE202008008725U1 (de) 2008-09-25
EP2165186A1 (de) 2010-03-24
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