[发明专利]物体的计算机化检验方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用摄取2D照片的数码相机确定物体的形状和尺寸的可能偏差的计算机化检验装置，所述物体特别是生产的物体。

在本文中，检验涉及检查物体，其中确定该物体是否满足预先确定的要求或是否拒绝该物体。

背景技术

现有技术中通过例如WO2005/063415A1和DE3821393A1知道计算机化检验带有头部的螺栓的方法和装置，这些方法和装置利用摄取2D照片的数码相机确定该螺栓的形状的可能偏差。然而，这些已知的方法和装置不适合检验具有更复杂形状的物体，例如带有盲孔的物体。

另外，SE529377C2描述了一种定位和拾取放置在载体上的物体的方法。在该载体之上进行扫描作业。扫描利用具有线激光的扫描仪进行。利用扫描的结果，生成代表扫描部分的虚拟表面。将该虚拟表面与和从该载体拾取的物体相应的预先确定的虚拟物体比较。这样，辨识该虚拟表面的一部分，该部分与预先确定的虚拟物体匹配。然后，使机器人臂运动至与该虚拟表面的该辨识的部分相应的位置，并在这个位置从该载体拾取物体。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于检验具有复杂形状的物体的方法和装置。

所述目的利用初始提到的方法通过以下方式达到：

a)利用包括摄取2D照片的相机和给出3D扫描的激光三角测量单元的扫描仪，扫描要检验的物体的至少一部分；

b)在扫描过程中使扫描仪和物体互相相对运动；

c)利用扫描的结果生成代表被扫描部分的至少一个虚拟的3D照片；

d)将所述至少一个生成的虚拟的3D照片与预先确定的虚拟物体的对应部分比较；和

e)根据比较中可能发现的偏差是否落在预先确定的公差范围内或其外，接受或拒绝该扫描的物体。

利用相应的方式，所述目的可用开始所述的装置达到，该装置具有：用于扫描要被检验的物体的至少一部分并且包括相机和给出3D扫描的激光三角测量单元的扫描仪；在扫描过程中使该扫描仪和该物体互相相对运动的装置；与该扫描仪连接的计算机，在该计算机中存储虚拟物体，该计算机具有根据2D照片确定在被扫描部分中该物体的轮廓和根据3D扫描在该部分内生成表面的三维照片的软件，该计算机还具有将该物体的在该部分内的扫描轮廓和三维表面与在虚拟物体的相应部分内的轮廓和三维表面进行比较的软件，对该计算机编程，以根据可能发现的偏差是否在预先确定的公差范围内或在其外而接受或拒绝扫描的物体。

利用由激光三角测量单元进行的三维扫描较容易确定深度的测量，以检查扫描的物体是否满足设定的要求。

优选地，激光三角测量单元包括线性激光。那样，可以快速确定物体的形状和尺寸。

合适的是，相对运动包括平移和/或转动，优选地包括两者，以便改变物体相对于扫描仪的位置和/或取向，并且推荐通过使物体通过静止的扫描仪而进行该运动。

优选地，所述平移和/或转动由机器人执行，并且机器人围绕至少一个转动轴线转动物体。因为机器人可以旋转和转动物体，因此可以小心地测量该物体中的所有盲孔和相似的结构，并可检查它们与由在计算机中存储的预先确定的虚拟物体形成的相应参照物结构的一致性。

在扫描过程中，优选地交替从两个方向照亮物体。那样较容易在照相中得到精确的数据。

另外，在物体的固定点确定可能偏差是适当的。这样，不需要检查所有有数据的点，而可使检验加速。

另外，优选地断续地进行扫描，即只是在物体的要求确定可能偏差的某些点上进行扫描，使得可以单独地扫描物体的不同部分。这也可使检验加速。

附图说明

下面将参照优选实施例和附图更详细地说明本发明。

图1为表示本发明的检验装置的一个实施例的简图。

图2为图1的检验装置的侧视图。

图3为在图1的检验装置中使用的综合的激光检测器和相机的示意性横截面图。

具体实施方式

图1和2表示利用摄取2D照片的数码相机确定物体的形状和尺寸的可能偏差的计算机化检验装置，所述物体尤其是生产的物体。

根据本发明，利用扫描仪8扫描要被检验的物体2的至少一部分，扫描仪8带有激光三角测量单元，该激光三角测量单元包括给出3D扫描的激光发射器16和与摄取2D照片的相机组合的激光检测器17。在扫描过程中，扫描仪8和物体2互相相对运动，并利用扫描的结果生成代表被扫描部分的至少一个虚拟的3D照片。将该虚拟的3D照片与预先确定的虚拟物体(参照物)的对应部分进行比较，并根据可能检测到的偏差是否落在预先确定的公差范围内或其外而接受或拒绝该扫描的物体2。这样，在物体2的某些固定的点上确定可能的偏差。