(57)【要約】発明は少なくとも１個の光学センサを使用して透過光法で行う加工品の貫通部、例えば穴の空間的位置ないしは寸法の測定方法に関する。構造上簡単な処置により貫通部、例えば穴、を高い精度で測定することができるように、貫通部から出る光の円錐と光学センサの少なくとも２つの測定面との間の少なくとも２つの平行に延びる交線を測定し、こうして検出された曲線の中心の間に延びる直線から貫通部の軸方向を計算することを提案する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１個の光学センサを使用して透過光法で行う加工品の貫通部、例えば穴、の空間的位置ないしは寸法の測定方法において、貫通部から出る光の円錐と光学センサの少なくとも２つの測定面との間の少なくとも２つの平行に延びる交線を測定し、こうして検出された曲線の中心の間に延びる直線から貫通部の軸方向を計算することを特徴とする方法。
【請求項２】
センサの測定面が、貫通部が貫くセンサ側の面にあることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
透過光のために散乱光源又は散乱光を使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
センサの反対側の加工品の面の貫通部より大きな広がりを持つ光源を使用することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項５】
光の円錐と測定面の間の互いに平行に延びる交線を同時に測定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項６】
相異なる作動距離を有するセンサでビームスプリッタを介して物体を検出することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項７】
光の円錐と測定面の間の２つの交線の測定のために、作動距離が調整可能な単一のセンサを使用することを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
作動距離がＣＮＣ調整可能なセンサを使用することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
交線の測定のために、センサとして画像処理センサを使用することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
貫通部の周囲の形状寸法又は直径の測定のために、画像処理センサのほかに触覚又は光触覚センサを使用することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
貫通部の境界と接触する触覚又は光触覚センサの探触要素が画像処理センサの作動距離の外にあることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
センサを収容する測定ヘッドと貫通部が貫通するセンサ側の加工品の面との間の間隔を距離センサにより決定することを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１３】
交線が円又はほぼ円をなすように、貫通部とセンサが互いに整列することを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１４】
加工品を回転軸ないしは旋回軸により座標測定装置に位置決めすることを特徴とする請求項１ないし１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
センサを収容する測定ヘッドを回転−旋回装置により調整することを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
触覚又は光触覚センサを測定ヘッドに組込むことを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は少なくとも１個の光学センサを使用して透過光法で行う加工品の貫通部、例えば穴、の空間的位置ないしは寸法の測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＣＣＤ（電荷結合素子）カメラで穴の出口端を逐次測定する内燃機関燃料噴射弁の穴の測定方法がドイツ特許公開第１９６１１６１３号により周知である。このために燃料弁が支持装置に緊定され、測定操作の前に支持装置によって幾何学的に確定された位置に調整される。
【０００３】
ドイツ特許公開第１０００９９４６号によれば加工品の近づきにくい穴を光電的に測定するために、加工品の内部の穴の近傍にミラーが配置され、光電検出装置の光軸上に整列され、光源自体は加工品の外部に配列される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の根底にあるのは、構造上簡単な処置により貫通部、例えば穴、を高い精度で測定できるように、冒頭に挙げた種類の方法を改良する課題である。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００５】
上記課題の解決のために、本発明はおおむね次のことを提案する。即ち貫通部から出る光の円錐と光学センサの少なくとも２つの測定面との間の少なくとも２つの平行に延びる交線を測定し、こうして検出された曲線の中心の間に延びる直線から貫通部の軸方向を計算するのである。
【０００６】
その場合、中心は測定される面の補整円の中心、その面重心又は測定される面に整合するその他の数学的幾何学的大きさ例えば正方形の中心であることも可能もある。
【０００７】
換言すれば、作動距離がＣＮＣ（計算機数値制御）調整可能な物理的に１個の光学センサで少なくとも２個のセンサを実現することによって、光の円錐の異なる交線を同時に測定し、評価することが提案される。その場合交線が１つの円をなし、その中心を貫く直線が貫通部の中心軸となるように、加工品又は貫通部と光学センサとを互いに整列することが好ましい。
【０００８】
その場合貫通部、例えば穴、は加工品とともに座標測定装置に回転軸ないしは旋回軸により位置決めすることができる。補足的に又は代案として、貫通部とセンサの整列が簡単にできるように、センサを共同で回転−旋回装置に配置することができる。
【０００９】
センサとして特に画像処理センサ、例えば評価装置付きのＣＣＤセンサ又はカメラが考えられる。その場合センサの光軸をビームスプリッタにより１つの共通の光路に整列することができる。
【００１０】
貫通部の横断面又は直径の決定のために、特にセンサの作動距離又は測定面は貫通部の出口端が張る平面にあるものとする。
【００１１】
またセンサと加工品の距離を考慮して、出口端から間隔をおいて延びる、光の円錐と測定面との交線から、貫通部の横断面又は直径を決定することができる。このために距離センサを利用することができる。
【００１２】
しかし欧州特許第０９８８５０５号で周知のように、特に光触覚プローブによって測定が行われ、貫通部又はその境界と相互作用するその探触要素が光学的に検出される。上記欧州特許の開示を明確に参照されたい。その場合光触覚プローブは、交線を検出する別のセンサの焦平面の外に配置されているため、このセンサには見えず、当該の焦平面を有するもう一つの光学センサにより測定される。
【００１３】
透過光自体のために散乱光源又は散乱光又はセンサの反対側の面の貫通部の横断面より大きな広がりを有する光源が使用される。
【００１４】
発明のその他の細部、利点及び特徴は特許請求の範囲及び特許請求の範囲に見られる特徴−単独で及び／又は組合せとして−だけでなく、下記の図面の説明に見られる実施例からも明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図には加工品１２の穴と呼ばれる貫通部１０を測定するための測定装置、特に座標測定装置のごく概要が示されている。ここにおいて、透過光法が適用される。即ち穴１０を測定するために、加工品１２の光源１４と反対の側に測定装置の測定ヘッド１６が調整可能に配置されている。
【００１６】
測定ヘッド１６は一体のユニットとして、図示しない回転−旋回装置により加工品１２又は穴１０に対して整列することができ、本実施例では光電検出装置１８、２０、２２、例えばＣＣＤ（電荷結合素子）センサを有する。ＣＣＤセンサは図示しない評価装置に接続されている。
【００１７】
加工品１２は座標測定装置の測定台の上に配置し、例えば回転又は旋回軸により測定ヘッド１６に対して整列することができる。一方、測定ヘッド１６は回転又は旋回装置の調整能力に関係なくＸ、Ｙ及びＺ方向に調整することができる。
【００１８】
本実施例ではセンサ２０、２２は光学的画像処理センサであり、原理図が明らかにしているように、センサの作動距離と測定面又は物平面３０、３２は互いに隔たっており、即ち測定ヘッド１６に対して相異なる間隔を有する。
【００１９】
穴１０を貫通する光はビームスプリッタ２４、２６、２８を経てセンサ１８、２０、２２に到達する。
【００２０】
また探触要素３４を有する光触覚センサが設けられている。探触要素３４は光学センサ１８の測定面３６に配置されている。
【００２１】
貫通部をなす穴１０の軸方向を検出するために、光源１４から穴１０に光が照射される。光源１４は散乱光を放出する光源又は穴１０の内法幅より大きな広がりを有する光源である。穴１０を出る光の円錐とセンサ２０、２２の測定面又は物平面３０、３２との交線を測定することによって、軸方向が決定される。この場合測定ヘッド１６に対して加工品１２を規則正しく整列すれば円形交線となる。次に円形交線の中心又は２つの円の交点を検出することによって穴１０の軸方向が決定される。
【００２２】
また画像処理センサ２０で穴を映写することによって、加工品１２の外面３８の区域即ち穴１０の出口端の区域の穴１０の形状寸法又は直径を直接測定することができる。
【００２３】
補足的に探触要素３４を穴１０の壁面と接触させることにより、穴１０の光触覚測定を行うことができる。その場合探触要素３４は、測定ヘッド１６に接続されたファイバ形プローブの一部、例えば末端である。穴１０と接触すると探触要素３４の偏りが起こる。測定点の決定のために、この偏りを光学センサ１８で検出する。しかしその点については欧州特許公報第０９８８５０５号の開示を参照されたい。
【００２４】
画像処理センサ２０、２２を利用する場合は、形状探触要素又はファイバ形プローブとも呼ばれる光触覚センサ３４が焦点外区域にあり、従って見えない。
【００２５】
探触要素３４で測定しようとする時は、探触要素３４が穴２０と接触し得るように、測定ヘッド１６をＺ方向に移動する。このことは図１と２を比較すれば明らかである。
【００２６】
センサ２０、２２の測定面３０、３２が穴１０の出口端の張る平面にない場合でも、こうして穴１０の出口の寸法を決定することができる。この場合は光の円錐と測定面３０、３２の間の交線と、測定物１２の表面と測定ヘッド１６の間隔との比から穴１０の寸法を計算することができる。間隔を決定するために、図示しない補助距離センサを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】穴の空間的位置ないしは寸法の決定のための装置の原理構成図である。
【図２】測定ヘッドをＺ方向に移動した図１の装置の図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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