DE29918341U1 - Vorrichtung zur Positionsbestimmung von Meßpunkten eines Meßobjekts relativ zu einem Bezugssystem - Google Patents

Vorrichtung zur Positionsbestimmung von Meßpunkten eines Meßobjekts relativ zu einem Bezugssystem

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Claims (15)

1. Vorrichtung (1) zur Positionsbestimmung von Meßpunkten (11) eines Meßobjekts (12), mit einer Meßeinrichtung zum Bestimmen der Position der Meßpunkte (11) relativ zu der Lage der Meßeinrichtung und mit einer Referenzmeßeinrichtung zum Bestimmen der Lage der Meßeinrichtung relativ zu einem Bezugssystem (4), dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Referenzmeßeinrichtung als ein Meßarm (3) oder ein Roboterarm ausgebildet ist, dessen proximales Ende (6) in einem festen Bezug zu dem Bezugssystem (4) steht, und
  • - die Meßeinrichtung als eine optische Sensoreinrichtung (2) ausgebildet ist, die an dem distalen Ende (8) des Meßarms (3) bzw. des Roboterarms angeordnet ist,
  • - wobei die optische Sensoreinrichtung (2) mindestens zwei Ein- oder Mehrbildsensoren (13) aufweist, die Bilder zumindest eines Teils des Meßobjekts (12) aufnehmen, und
  • - die Vorrichtung (1) eine Verarbeitungseinrichtung aufweist, die aus den aufgenommenen Bildern die Position der Meßpunkte (11) des Meßobjekts (12) bestimmt,
  • - wobei die Verarbeitung der aufgenommenen Bilder mindestens mit der Aufnahmefrequenz der Ein- oder Mehrbildsensoren (13) schritthaltend erfolgt (Echtzeitverarbeitung).
2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung für jedes der von den Ein- oder Mehrbildsensoren (13) aufgenommenen Bilder die Position der Meßpunkte (11) des Meßobjekts (12) bestimmt, wobei die Verarbeitungseinrichtung erste Mittel zum Herausfiltern der besten Positionen der Meßpunkte (11) aufweist.
3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung dritte Mittel zum Ermitteln sowohl der Form als auch der Lage zumindest eines Teils des Meßobjekts (12) relativ zu der Lage der optischen Sensoreinrichtung (2) aus der Position der Meßpunkte (11) aufweist.
4. Vorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritten Mittel der Verarbeitungseinrichtung derart ausgebildet sind, dass sie die Form und die Lage zumindest eines Teils des Meßobjekts (12) relativ zu der Lage der optischen Sensoreinrichtung (2) quasi-gleichzeitig erfassen.
5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- oder Mehrbildsensoren (13) als elektronische Kameras, insbesondere als CCD-Kameras, ausgebildet sind.
6. Vorrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (2) mindestens ein Blitzlicht aufweist, das auf den Aufnahmebereich der Ein- oder Mehrbildsensoren (13) gerichtet ist.
7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- oder Mehrbildsensoren (13) jeweils mindestens zwei Bilder mit zweidimensionalem Informationsgehalt zumindest eines Teils des Meßobjekts (12) aufnehmen und dass die Verarbeitungseinrichtung die zweidimensionalen Bilder zu mindestens einem Abbild mit dreidimensionalem Informationsgehalt zusammenfügt und das Abbild auswertet, um die Form und die Lage des aufgenommenen Teils des Meßobjekts (12) relativ zu der Lage der optischen Sensoreinrichtung (2) zu bestimmen.
8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) nach ihrer Aktivierung ständig mit der optischen Sensoreinrichtung (2) mit der Aufnahmefrequenz Bilder aufnimmt und diese in der Verarbeitungseinrichtung verarbeitet, wobei die Verarbeitungseinrichtung vierte Mittel aufweist, um die ermittelten Positionen der Meßpunkte (11) des Meßobjekts (12) als gültig oder ungültig zu klassifizieren, je nach dem ob die ermittelten Positionen innerhalb oder außerhalb eines vorgegebenen Meßvolumens (16) der Vorrichtung (1) liegen.
9. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Signalisierungsmittel aufweist, um eine gültige Ermittlung von Positionen der Meßpunkte (11) eines Meßobjekts (12) nach außen hin mitzuteilen.
10. Vorrichtung (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinrichtung eine Ablaufsteuerung aufweist, in der mehrere zu vermessende Meßobjekte (12) in einer bestimmten Reihenfolge abgelegt sind, wobei die Ablaufsteuerung nach dem Ende der Positionsbestimmung der Meßpunkte (11) eines zu vermessenden Meßobjekts (12) automatisch zu dem nächsten Meßobjekt (12) wechselt.
11. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (2) mindestens einen Laser (17) zum Bestimmen des Abstands der optischen Sensoreinrichtung (2) zu einer Oberfläche des Meßobjekts (12) mit Hilfe eines Laserstrahls (18) aufweist.
12. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (2) einen Laser (17) zum Aussenden eines Laserstrahls (18) auf die Oberfläche des Meßobjekts (12), einen optischen Sensor zum Empfang des an der Oberfläche des Meßobjekts (12) reflektierten Laserstrahls (18) und Mittel zum Messen der Laufzeit des Laserstrahls (18) von dem Laser (17) bis zu dem optischen Sensor und zum Bestimmen des Abstands der optischen Sensoreinrichtung (2) zu der Oberfläche des Meßobjekts (12) aus der Laufzeit des Laserstrahls (18) aufweist.
13. Vorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (2) zwei Laser (17) zum Aussenden von zwei Laserstrahlen (18) in Richtung auf die Oberfläche des Meßobjekts (12) aufweist, wobei die Laserstrahlen (18) in einer gemeinsamen Ebene verlaufen und sich in einem gemeinsamen Schnittpunkt (19) schneiden, der innerhalb des Meßvolumens (16) der Vorrichtung (1) liegt.
14. Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Sensoreinrichtung (2) einen Flächensensor zur Aufnahme der Abbildungen der beiden Laserstrahlen (18) auf der Oberfläche des Meßobjekts (12) und Mittel zum Messen des Abstands der Abbildungen der Laserstrahlen (18) und zum Bestimmen des Abstands der optischen Sensoreinrichtung (2) zu der Oberfläche des Meßobjekts (12) aus dem Abstand der Abbildungen der Laserstrahlen (18) aufweist.
15. Vorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Flächensensor als mindestens ein Ein- oder Mehrbildsensor ausgebildet ist.
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