DE102006008552A1

DE102006008552A1 - Testing device for workpiece e.g. bottle cap, has tilted mirror designed as concave mirror and having conical surface-shaped or partially spherical-shaped reflection surface, where light emitted by workpiece is directly detected by camera

Info

Publication number: DE102006008552A1
Application number: DE102006008552A
Authority: DE
Inventors: Helmut A Kappner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-04-05

Abstract

The device has a camera (3) comprising a wide angle-eye lens (3.1), and a tilted mirror arranged in front of the lens with respect to path of rays. The tilted mirror is designed as a concave mirror (4) with a middle axis (4.1) arranged coaxially to an optical axis of the lens. The mirror reflects light emitted by rotationally symmetric workpieces (2) placed in front of the lens to the camera. The mirror includes a conical surface-shaped or partially spherical-shaped reflection surface (4.2), where the light emitted by the workpieces is partly and directly detected by the camera. An independent claim is also included for a method for testing a workpiece.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung für Werkstücke mit mindestens einer ein Objektiv aufweisenden elektronischen Kamera, deren optische Achse koaxial zu einer Symmetrie- bzw. Mittelachse des Werkstücks angebracht ist, sowie mindestens einem im Strahlengang vor dem Objektiv angeordneten Umlenkspiegel, der das von dem vor dem Objektiv nahezu koaxial platzierbaren, rotationssymmetrischen Werkstück emittierte Licht in eine Richtung zur Kamera reflektiert. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Prüfeinrichtung für zylindrische oder annäherungsweise zylindrische oder kegelförmige oder kugelförmige Werkstücke, vorzüglich jedoch Hohlkörper, die mit einer einzigen elektronischen Kamera ausgestattet ist, deren optische Achse mit der Symmetrieachse des Werkstücks bzw. zylindrischen Hohlkörpers koaxial angeordnet ist und die in Verbindung mit der erfindungsgemäßen optischen Einrichtung die simultane Erfassung des Hohlkörpers unter zwei unterschiedlichen Blickrichtungen bzw. Perspektiven erlaubt.The The invention relates to a testing device for workpieces at least one electronic camera having a lens, the optical axis coaxial with a symmetry or central axis of the workpiece is attached, and at least one in the beam path in front of the lens arranged deflecting mirror, that of the front of the lens almost coaxially placeable, rotationally symmetric workpiece emitted Light reflected in one direction to the camera. The invention relates in particular to a test facility for cylindrical or approximately cylindrical or conical or spherical Workpieces, but excellent Hollow body which is equipped with a single electronic camera whose optical axis coaxial with the axis of symmetry of the workpiece or cylindrical hollow body is arranged and in conjunction with the optical Setup the simultaneous detection of the hollow body under two different View directions or perspectives allowed.

Daneben bezieht sich die Erfindung auf eine Prüfeinrichtung für Werkstücke mit mindestens einer Kamera und einem im Strahlengang vor der Kamera angeordneten Objektiv mit einem Durchmesser D_o und/oder mit einer Frontlinse, die einen Durchmesser D_F aufweist.In addition, the invention relates to a testing device for workpieces with at least one camera and an arranged in the beam path in front of the camera lens with a diameter D _o and / or with a front lens having a diameter D _F.

Dabei wird mindestens ein Teilbereich der Hohlkörper-Oberfläche, also sowohl mindestens eine Innenfläche, die Stirnfläche und mindestens ein Teil der äußeren Mantelflä che simultan aus mehreren Perspektiven erfasst, die erzeugten Bilder an ein mit der Kamera verbundenes Bildverarbeitungssystem weitergegeben sowie von diesem Bildverarbeitungssystem die aus mindestens zwei unterschiedlichen Perspektiven sich ergebenden Teilbereiche des Kamerabildes ausgewertet.there is at least a portion of the hollow body surface, so both at least an inner surface, the face and at least a part of the outer Mantelflä surface simultaneously captured from several perspectives, the generated images to a with the Camera connected image processing system passed on as well as from This image processing system from at least two different perspectives evaluated resulting subareas of the camera image.

Es sind bereits Prüfeinrichtungen bekannt, die z. B. die Mantelfläche zylindrischer Gegenstände ringsum in einem Kamerabild sichtbar machen, indem die Kamera mit ihrer optischen Achse koaxial zu der Symmetrieachse des Gegenstands angeordnet ist und über einen kegelstumpfförmigen Hohlringspiegel auf die Mantelfläche des Gegenstands blickt sowie die allseitige Ansicht des Gegenstands von einem Bildverarbeitungssystem ausgewertet wird.It are already test facilities known, the z. B. the lateral surface cylindrical objects all around make it visible in a camera picture by using the camera optical axis is arranged coaxially to the axis of symmetry of the object and over a frustoconical Hollow ring mirror on the lateral surface of the object as well as the general view of the object is evaluated by an image processing system.

Solche Einrichtungen dienen z. B. der Prüfung von Beschriftungen auf der Mantelfläche von Zylindern oder der Gewindeprüfung von Schrauben.Such Facilities serve z. As the review of labels on the lateral surface of cylinders or the thread test of screws.

Dabei bedienen sich diese Einrichtungen lediglich des optischen Strahlengangs, der über den Hohlringspiegel geleitet wird.there these devices use only the optical path, the over the hollow ring mirror is passed.

Es sind auch Einrichtungen bekannt, die zylindrische Hohlkörper (Flaschenverschlüsse aus Kunststoff) aus zwei unterschiedlichen Perspektiven aufnehmen, dabei jedoch mit zwei Kameras arbeiten, wobei eine der Kameras mit einem telezentrischen und die andere Kamera mit einem Weitwinkel-Objektiv versehen ist. Auf diese Weise kann im Innenbereich des Hohlkörpers mittels des Weitwinkel-Objektivs sowohl der Boden als auch die zylindrische Seitenwand innen geprüft werden, mittels der Kamera mit dem telezentrischen Objektiv können die Stirnfläche und überstehende Teile der Mantelfläche innen und außen erfasst werden.It are also known devices, the cylindrical hollow body (bottle caps made of plastic) from two different perspectives, but at the same time work with two cameras, with one of the cameras with a telecentric and the other camera is equipped with a wide-angle lens. In this way can be inside the hollow body by means of the wide-angle lens both the ground and the cylindrical Sidewall checked inside be, by means of the camera with the telecentric lens, the face and supernumerary Parts of the lateral surface inside and outside be recorded.

Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung erlaubt nicht nur die komplette Innenprüfung und Stirnseitenprüfung sowie die Prüfung überstehender Teile der Mantelfläche innen und außen, sondern auch die teilweise oder vollständige äußere Mantelprüfung, die bei den bekannten Prüfeinrichtungen sogar nicht einmal bei Einsatz von zwei Kameras erreicht werden, und zwar unter Einsatz von lediglich einer Kamera.The Inventive testing device not only allows the complete interior inspection and front side inspection as well the test more superior Parts of the lateral surface inside and outside, but also the partial or complete outer jacket test, the in the known testing devices even not even be achieved when using two cameras, using just one camera.

Insbesondere bei der Prüfung von Flaschenverschlüssen ergibt sich hiermit ein äußerst kompakter Prüfaufbau, der den Erfordernissen des platzsparenden und ökonomischen Prüfmaschinenbaus entgegenkommt. Zudem vereinfacht sich dadurch der Aufwand für Elektronik und Software erheblich.Especially during the exam of bottle caps This results in a very compact Test set-up, the requirements of space-saving and economical Prüfmaschinenbau accommodates. In addition, this simplifies the effort for electronics and software significantly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auswerteeinheit derart auszubilden und anzuordnen, dass mit einfachen Mitteln die Auswertung von mehreren Teilbereichen eines Gegenstands unter verschiedenen Blickrichtungen gewährleistet ist.Of the Invention is based on the object, an evaluation unit such train and arrange that with simple means the evaluation of several parts of an object from different perspectives guaranteed is.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Daneben wird die Aufgabe gelöst durch die Merkmale der nebengeordneten Ansprüche 14, 16 und 21. Hierdurch wird erreicht, dass insbesondere der Außenrand des jeweiligen Werkstücks in einer Richtung lotrecht zu einer Aufstandsfläche des Werkstücks erfasst wird. Die kegelmantelförmige Ausbildung der Reflexionsfläche gewährleistet ein von Höhenschwankungen relativ unabhängiges und nahezu verzerrungsfreies Abbild vorgenannter Randbereiche des Werkstücks, insbesondere zur hochgenauen Durchmesserprüfung des jeweils vorhandenen Werkstücks einerseits sowie zur Prüfung der zirkumferenziellen Prüfung der äußeren Mantelfläche auf Material-Ausbrüche des Werkstücks andererseits. Darüber hinaus kann neben dem stirnseitigen Rand und der außenliegenden Mantelfläche der komplette Innenbereich des Hohlkörpers, z. B. eines Flaschenverschlusses, optisch erfasst werden. Von Bedeutung ist es, dass die Kamera zusätzlich in einem kreisflächenförmigen Bildausschnitt in dem vom vorzugsweise symmetrischen Hohlspiegel freigelassenen Innenbereich direkt auf das vorzugsweise rotationssymmetrische Werkstück blickt und dass die Kamera an ein Bildverarbeitungssystem angeschlossen ist und dieses sowohl Merkmale des Werkstücks im kreisflächenförmigen Bildausschnitt im Innenbereich als auch Merkmale des Werkstücks im optischen Bereich des Hohlspiegels auswertet.The object is achieved according to the invention by the features of the main claim. In addition, the object is achieved by the features of the independent claims 14, 16 and 21. This ensures that in particular the outer edge of the respective workpiece is detected in a direction perpendicular to a footprint of the workpiece. The cone-shaped design of the reflection surface ensures a height fluctuations relatively independent and almost distortion-free image of the aforementioned edge regions of the workpiece, in particular for high-precision diameter testing of the respective existing workpiece on the one hand and to examine the zirkumferenziellen examination of the outer surface on material eruptions of the workpiece on the other. In addition, in addition to the frontal edge and the outer circumferential surface of the entire inner region of the hollow body, for. B. a bottle cap, visually be recorded. It is important that the camera additionally looks directly into the preferably rotationally symmetrical workpiece in a circular area in the interior area exposed by the preferably symmetrical concave mirror and that the camera is connected to an image processing system and this features both the workpiece in the circular area in the interior area and Features of the workpiece in the optical range of the concave mirror evaluates.

Dabei wird mindestens ein Teilbereich der Werkstück-Oberfläche simultan aus mehreren Perspektiven erfasst, die erzeugten Bilder an ein mit der Kamera verbundenes Bildverarbeitungssystem weitergegeben sowie von diesem Bildverarbeitungssystem die aus mindestens zwei unterschiedlichen Perspektiven sich ergebenden Teilbereiche des Kamerabildes ausgewertet.there At least a portion of the workpiece surface is simultaneously from multiple perspectives captures the generated images to a camera connected to the camera Image processing system as well as from this image processing system which arise from at least two different perspectives Subareas of the camera image evaluated.

Der Einsatz eines telezentrischen oder endozentrischen Objektivs mit entsprechendem Durchmesser gewährleistet, dass neben dem kompletten Innenbereich des Hohlkörpers inklusive der innenliegenden Mantelfläche auch der stirnseitige Rand bzw. die außenliegende Mantelfläche z. B. eines Flaschenverschlusses optisch erfasst wird. Zwecks Erfassung des Innenbereichs ist der Einsatz einer Streulinse geringeren Durchmessers von Vorteil.Of the Use of a telecentric or endocentric lens with ensures appropriate diameter, that in addition to the entire interior of the hollow body including the inner lateral surface also the frontal edge or the outer lateral surface z. B. a bottle cap is detected optically. For the purpose of recording of the interior is the use of a scattering lens of smaller diameter advantageous.

Der Einsatz einer ringförmigen Sammellinse gewährleistet unter Einsatz eines Weitwinkelobjektivs die Erfassung des stirnseitigen Randes bzw. der außenliegenden Mantelfläche direkt in der Draufsicht.Of the Use of an annular Condensing lens guaranteed using a wide-angle lens, the detection of the frontal Edge or the outer lateral surface directly in the top view.

Die Kombination von Streulinse und ringförmiger Sammellinse gewährleistet bei Einsatz eines objektiven mittleren Öffnungswinkels sowohl eine ausreichende Aufweitung für die Erfassung des Innenbereichs als auch eine entsprechende Sammlung bzw. Brechung für die Erfassung des Randbereichs bzw. der Außenfläche.The Combination of dispersing lens and annular converging lens guaranteed when using an objective average opening angle both a sufficient Expansion for the detection of the interior as well as a corresponding collection or Refraction for the detection of the edge region or the outer surface.

Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, dass der Hohlspiegel oder die Reflexionsfläche einen minimalen Durchmesser D_min und einen maximalen Durchmesser D_max aufweist, wobei D_max mindestens so groß ist wie die Werkstückbreite B_w bzw. der Werkstückdurchmesser. Somit ist gewährleistet, dass über den Hohlspiegel die vorgenannten Außenbereiche des Werkstücks aus einer Richtung lotrecht zu einer Aufstandsfläche des Werkstücks erfasst werden können. In der Praxis ist der Hohlspiegel bzw. seine Reflexionsfläche etwas breiter, so dass Schwankungen betreffend die Platzierung des Werkstücks zentral unterhalb des Hohlspiegels eine optimale Messung nicht verhindern. Der minimale Durchmesser D_min des Hohlspiegels bzw. der Reflexionsfläche darf dabei auch nicht größer sein als die Werkstückbreite bzw. dessen Durchmesser, da sonst die Erfassung vorgenannter Randbereiche des Werkstücks in einer Richtung lotrecht zu einer Aufstandsfläche des Werkstücks nicht gewährleistet ist. Wird der innere Durchmesser D_min des Ringspiegels verkleinert, so sind auch Details im äußeren Bereich einer Bodeninnenfläche des als Flaschenkappe ausgebildeten Werkstücks annähernd telezentrisch zu sehen, was z. B. für die Prüfung von eingelassenen Dichtringen bei Flaschenverschlüssen sehr vorteilhaft ist.It is advantageous in this context that the concave mirror or the reflection surface has a minimum diameter D _min and a maximum diameter D _max , wherein D _{max is} at least as large as the workpiece width B _w or the workpiece diameter. This ensures that the above-mentioned outer regions of the workpiece can be detected from a direction perpendicular to a contact surface of the workpiece via the concave mirror. In practice, the concave mirror or its reflection surface is slightly wider, so that variations in the placement of the workpiece centrally below the concave mirror do not prevent optimal measurement. The minimum diameter D _{min of} the concave mirror or the reflection surface may not be greater than the workpiece width or its diameter, since otherwise the detection of the aforementioned edge regions of the workpiece in a direction perpendicular to a footprint of the workpiece is not guaranteed. If the inner diameter D _{min of} the annular mirror is reduced, so also details in the outer region of a bottom inner surface of the formed as a bottle cap workpiece are approximately telecentric to see what z. B. is very advantageous for the examination of recessed sealing rings in bottle closures.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das Objektiv als Weitwinkel- oder als Weitwinkel-Nadelöhrobjektiv ausgebildet ist. Durch Einsatz eines vor genannten Weitwinkel- oder Weitwinkel-Nadelöhrobjektivs ist zunächst im direkten Strahlengang der Optik durch den freien Innenbereich des Hohlspiegels hindurch der gesamte Innenbereich des Hohlkörpers mit Bodenfläche und der inneren Mantelfläche erfassbar. Neben der Erfassung vorgenannter Bereiche kann jedoch zusätzlich das Werkstück über den Hohlspiegel in weiteren Blickrichtungen, insbesondere aus der lotrechten Richtung, erfasst werden. Zudem kann neben der Erfassung vorgenannter Randbereiche zusätzlich das Werkstück von der der Kamera zugewandten Seite erfasst und ausgewertet werden. Der Hohlspiegel gewährleistet dabei aufgrund seiner Öffnung den direkten Strahlengang zwischen der Kamera und dem Werkstück einerseits sowie die Erfassung eines koaxial zur Mittelachse verlaufenden, vom Randbereich des Werkstücks ausgehenden lotrechten bzw. zylinderförmigen Strahlengangs, der über die Reflexionsfläche zur Kamera hin abgelenkt wird. Somit ist mindestens ein von dem Werkstück emittierbarer, koaxial zur Mittelachse verlaufender erster Strahlengang durch den Hohlspiegel zur Kamera hin reflektierbar. Insbesondere bei kegelmantelförmigen Hohlspiegeln einerseits sowie runden Werkstücken andererseits besitzt dieser Strahlengang eine zylinderförmige Ausgangsform.A additional possibility is according to a further development, that the lens as a wide-angle or as a wide-angle pinhole lens is trained. By using an aforementioned wide-angle or wide-angle Nadelhoehjektivs is first in the direct optical path through the free interior of the concave mirror through the entire interior of the hollow body with floor area and the inner surface detectable. In addition to the aforementioned areas, however, can additionally the workpiece over the Concave mirror in other directions, especially from the vertical Direction, to be detected. In addition, besides the aforementioned Border areas additionally the workpiece be detected and evaluated by the camera-facing side. The concave mirror ensures doing so because of its opening the direct beam path between the camera and the workpiece on the one hand and the detection of a coaxial to the central axis, from the edge area of the workpiece outgoing vertical or cylindrical beam path over the reflecting surface is deflected towards the camera. Thus, at least one of the workpiece emissive, coaxial with the central axis extending first beam path through the concave mirror to the camera reflected. Especially with cone-shaped concave mirrors on the one hand as well as round workpieces On the other hand, this beam path has a cylindrical output shape.

Ferner ist es vorteilhaft, dass der Hohlspiegel oder die Reflexionsfläche einen minimalen Durchmesser D_min und einen maximalen Durchmesser D_max aufweist, wobei D_min mindestens so groß ist wie die Werkstückbreite B_w. In einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist im Zusammenhang mit der Verwendung eines telezentrischen Objektivs die gesamte Erfassung des Werkstücks aus einer Richtung lotrecht zur Aufstandsfläche des Werkstücks gewährleistet, da eine Teilabdeckung des Werkstücks durch den Hohlspiegel verhindert ist. Dies gewährleistet den Einsatz eines telezentrischen Objektivs. Wird der innere Durchmesser des Ringspiegels D_min verkleinert, so sind auch Details im äußeren Bereich einer Bodeninnenfläche des als Flaschenkappe ausgebildeten Werkstücks annähernd telezentrisch zu sehen, was z. B. für die Prüfung von eingelassenen Dichtringen bei Flaschenverschlüssen sehr vorteilhaft ist. Daneben ist gewährleistet, dass über den Hohlspiegel die vorgenannten Außenbereiche des Werkstücks aus einer Richtung lotrecht zu einer Aufstandsfläche des Werkstücks erfasst werden können. In der Praxis ist der Hohlspiegel bzw. seine Reflexionsfläche etwas breiter, so dass Schwankungen betreffend die Platzierung des Werkstücks zentral unterhalb des Hohlspiegels eine optimale Messung nicht verhindern.Furthermore, it is advantageous that the concave mirror or the reflection surface has a minimum diameter D _min and a maximum diameter D _max , wherein D _{min is} at least as large as the workpiece width B _w . In a second embodiment of the device according to the invention in connection with the use of a telecentric lens, the entire detection of the workpiece is ensured from a direction perpendicular to the footprint of the workpiece, as a partial coverage of the workpiece is prevented by the concave mirror. This ensures the use of a telecentric lens. If the inner diameter of the annular mirror D _{min is} reduced, so also details in the outer region of a bottom inner surface of the formed as a bottle cap workpiece are approximately telecentric to see what z. B. for the examination of recessed sealing rings in bottle closures is very beneficial. In addition, it is ensured that the above-mentioned outer regions of the workpiece can be detected from a direction perpendicular to a contact surface of the workpiece via the concave mirror. In practice, the concave mirror or its reflection surface is slightly wider, so that variations in the placement of the workpiece centrally below the concave mirror do not prevent optimal measurement.

Dabei ist es vorteilhaft, dass der Neigungswinkel des Hohlspiegels derart ausgebildet ist, dass die Blickrichtung der Kamera über den Hohlspiegel lotrecht auf den Randbereich des als Hohlkörper ausgebildeten Werkstücks und an diesem streifend innen und außen vorbei erfolgt. Diese Ausführung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn Materialausbrüche an der Mantelfläche innen oder außen geprüft werden sollen. Zusätzlich ergibt sich der Vorteil, dass der Durchmesser des Hohlkörpers mit dieser annäherungsweise telezentrischen Sicht auf den Rand unabhängig von Höhenschwankungen des Prüflings präzise ermittelt werden kann. Als weiterer Vorteil kommt die lotrechte Sicht auf den Rand selbst hinzu, die im Gegensatz zur Weitwinkelsicht Fehler am oberen Rand in der Regel besser sichtbar werden lässt. Hierzu ist es vorteilhaft, dass der Neigungswinkel des Hohlspiegels derart ausgebildet ist, dass die Blickrichtung der Kamera über den Hohlspiegel seitlich auf die äußere Mantelfläche des Hohlkörpers ausrichtbar ist. Dies erspart in vielen Fällen den Einsatz mehrerer Kameras von außen.there it is advantageous that the inclination angle of the concave mirror in such a way is formed that the viewing direction of the camera over the Concave mirror perpendicular to the edge region of the formed as a hollow body workpiece and past this grazing inside and out. This embodiment of the device according to the invention is especially advantageous if material eruptions at the lateral surface inside or outside checked should be. additionally There is the advantage that the diameter of the hollow body with this approximation telecentric view of the edge is precisely determined regardless of height variations of the specimen can be. Another advantage is the vertical view the edge itself, in contrast to the wide-angle view error usually better visible at the top. For this it is advantageous that the inclination angle of the concave mirror in such a way is formed that the viewing direction of the camera over the Concave mirror laterally on the outer surface of the hollow body is alignable. This saves the use of multiple cameras in many cases from the outside.

Zudem ist es vorteilhaft, dass zwei Hohlspiegel mit unterschiedlichen Neigungswinkeln im Strahlengang vor dem Objektiv angeordnet sind. Damit werden die Vorteile der vorgenannten Lösungen addiert.moreover It is advantageous that two concave mirrors with different Tilt angles are arranged in the beam path in front of the lens. Thus, the advantages of the aforementioned solutions are added.

Vorteilhaft ist es auch, dass das Objektiv als telezentrisches Objektiv mit einem Durchmesser D_o ausgebildet ist, wobei der Durchmesser D_o größer ist als die Werkstückbreite B_w. Das telezentrische Objektiv ist damit zwar größer ausgebildet als vorgenanntes Weitwinkel-Nadelöhrobjektiv bzw. Weitwinkelobjektiv, jedoch ist somit eine umfängliche Erfassung des Werkstücks aus einer Richtung normal zur Aufstandsfläche gewährleistet. Durch Einsatz eines vorgenannten telezentrischen Objektives ist zunächst im direkten Strahlengang der Optik durch den freien Innenbereich des Hohlspiegels hindurch die Bodenfläche des Hohlkörpers erfassbar. Zusätzlich kann im direkten Strahlengang der obere Rand des Hohlkörpers erfasst werden. Neben der Erfassung vorgenannter Bereiche kann jedoch zusätzlich das Werkstück über den Hohlspiegel in weiteren Blickrichtungen erfasst werden. Zudem kann neben der Erfassung vorgenannter Bereiche zusätzlich die Innenseite der Mantelfläche des Werkstücks im Strahlengang, der über den Hohlspiegel verläuft, geprüft werden. Dabei ist es in vorteilhafter Weise vorgesehen, dass der Durchmesser D_o des Objektivs größer ist als der minimale Durchmesser D_min des Hohlspiegels. Im Gegensatz zum vorgenannten Einsatz eines Weitwinkelobjektivs wird die Erfassung der inneren Mantelfläche sowie der äußeren Mantelfläche über die optische Umlenkung des Hohlspiegels gewährleistet. Ein vom Werkstück emittierter Strahlengang, der vom Hohlspiegel in einer Richtung koaxial zur Mittelachse reflektiert wird, kann vom Objektiv erfasst werden. Nur wenn eben mindestens ein zweiter Strahlengang des vom Werkstück emittierbaren Lichts durch den Hohlspiegel in eine Richtung koaxial zur Mittelachse reflektierbar ist, kann das Werkstück auch aus einer seitlichen Richtung über das Objektiv erfasst werden.It is also advantageous that the lens is designed as a telecentric lens with a diameter D _o , wherein the diameter D _{o is} greater than the workpiece width B _w . Although the telecentric lens is thus made larger than the aforementioned wide-angle Nadelhoehjektiv or wide-angle lens, but thus a circumferential detection of the workpiece is ensured from a direction normal to the footprint. By using an aforementioned telecentric objective, the bottom surface of the hollow body can first be detected in the direct optical path of the optic through the free inner region of the concave mirror. In addition, the upper edge of the hollow body can be detected in the direct beam path. In addition to the detection of the aforementioned areas, however, the workpiece can also be detected via the concave mirror in other directions. In addition, in addition to the detection of the aforementioned areas in addition, the inside of the lateral surface of the workpiece in the beam path, which extends over the concave mirror, are checked. It is advantageously provided that the diameter D _{o of} the lens is greater than the minimum diameter D _{min of} the concave mirror. In contrast to the aforementioned use of a wide-angle lens, the detection of the inner circumferential surface and the outer lateral surface is ensured by the optical deflection of the concave mirror. An emitted from the workpiece beam path, which is reflected by the concave mirror in a direction coaxial with the central axis, can be detected by the lens. Only if at least one second beam path of the light emitted by the workpiece can be reflected by the concave mirror in a direction coaxial to the central axis, the workpiece can also be detected from a lateral direction via the lens.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass das telezentrische Objektiv ein Gehäuse aufweist und der Hohlspiegel zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Das telezentrische Objektiv ist somit zusammen mit dem Hohlspiegel justierbar und entsprechend der Positionierung des Werkstücks als Einheit ausrichtbar.From special meaning is for the present invention that the telecentric lens a casing and the concave mirror at least partially disposed within the housing is. The telecentric lens is thus together with the concave mirror adjustable and according to the positioning of the workpiece as Unit alignable.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Kamera und/oder der Hohlspiegel in eine Richtung parallel zur Mittelachse verschiebbar ist. Die Verschiebung des Hohlspiegels bzw. der Kamera gewährleistet eine Flexibilität betreffend die Richtung der erfassbaren Bildbereiche des Werkstücks, insbesondere bei Werkstücken mit tiefen Ausnehmungen.in the Connection with the construction and arrangement according to the invention it is advantageous that the camera and / or the concave mirror in a direction parallel to the central axis is displaceable. The postponement the concave mirror or the camera ensures flexibility the direction of the detectable image areas of the workpiece, in particular for workpieces with deep recesses.

Vorteilhaft ist es auch, dass die Kamera ein Objektiv mit großer Brennweite aufweist, wobei zwecks Anpassung des Abstands zwischen dem Objektiv und dem Werkstück und zur Gewährleistung einer geringen Bauhöhe der Einrichtung der Strahlengang zwischen dem Objektiv und dem Werkstück über mindestens zwei Umlenkspiegel umgelenkt wird. Normale Objektive haben im Gegensatz zu telezentrischen Objektiven eine größere Brennweite und eine größere Tiefenschärfe. Der optische Weg des Strahlengangs eines normalen Objektivs mit kleinem Öffnungswinkel wird über eine zweifache Umlenkung verlängert, so dass ein der Brennweite entsprechender Abstand zum Werkstück trotz geringer Bauhöhe gewährleistet ist. Da das Objektiv mit großer Brennweite bezüglich der Höhenunabhängigkeit der Durchmesser- und anderen Messungen dem telezentrischen Objektiv nahe kommt, jedoch in Bezug auf die Schärfentiefe diesem überlegen ist, ist eine optimale Erfassung des Werkstücks gewährleistet.Advantageous It is also that the camera has a lens with a large focal length having, in order to adjust the distance between the lens and the workpiece and to guarantee a low height the device of the beam path between the lens and the workpiece via at least two deflection mirror is deflected. Normal lenses are in contrast to telecentric lenses a larger focal length and a greater depth of field. Of the optical path of the beam path of a normal lens with a small opening angle will over extends a double deflection, so that one of the focal distance corresponding to the workpiece despite low height guaranteed is. Because the lens with great Focal length in relation the height independence of the Diameter and other measurements of the telecentric lens comes close, but in terms of depth of field this superior is, an optimal detection of the workpiece is guaranteed.

Als weiterer erheblicher Vorteil fällt der vergrößerte Freiraum oberhalb des Werkstückes ins Gewicht, der für den Beleuchtungseinbau mehr Freiheitsgrade erlaubt.As a further significant advantage of the increased space above the workpiece falls into the Ge weight, which allows more degrees of freedom for the illumination installation.

Zusätzlich ist es vorteilhaft, dass das Werkstück durch eine erste Prüfvorrichtung mit einer ersten Kamera geprüft wird und das Werkstück danach durch eine zweite Prüfeinrichtung mit einer zweiten Kamera geprüft wird, wobei die erste Prüfvorrichtung mindestens einen Umlenkspiegel aufweist und die zweite Kamera weniger weitwinklig ausgebildet ist als die erste Kamera. Somit kann mit Hilfe des Umlenkspiegels und aufgrund der relativen Weitwinkligkeit der ersten Kamera der obere Teil der Innenwand einer schmalen Dose erfasst werden. Der untere Teil der Innenwand und der Boden kann mittels der zweiten Kamera erfasst werden, die weniger weitwinklig ausgebildet ist, wobei der Einsatz eines Umlenkspiegels nicht notwendig ist.In addition is It is advantageous that the workpiece through a first inspection device tested with a first camera and the workpiece then through a second test device checked with a second camera is, wherein the first test device at least has a deflection mirror and the second camera less wide-angle is designed as the first camera. Thus, with the help of the deflecting mirror and due to the relative wide angle of the first camera the upper part of the inner wall of a narrow box can be detected. Of the lower part of the inner wall and the bottom can be made by means of the second Camera are detected, which is less widely formed, wherein the use of a deflection mirror is not necessary.

Vorteilhaft ist es auch, dass im Strahlengang vor dem Objektiv mindestens eine den Strahlengang aufweitende Streulinse mit einem Durchmesser D_L angeordnet ist, wobei der Durchmesser D_L kleiner ist als der Durchmesser D_F der Frontlinse. Der Einsatz der Streulinse, die dem telezentrischen oder endozentrischen Objektiv nachgeschaltet ist, gewährleistet, dass neben dem stirnseitigen Rand bzw. der außenliegenden Mantelfläche der komplette Innenbereich des Hohlkörpers inklusive der innenliegenden Mantelfläche optisch erfasst wird.It is also advantageous that in the beam path in front of the lens, at least one scattering lens with a diameter D _L which widens the beam path is arranged, the diameter D _{L being} smaller than the diameter D _{F of} the front lens. The use of the scattering lens, which is connected downstream of the telecentric or endocentric lens, ensures that the entire inner region of the hollow body including the inner circumferential surface is optically detected in addition to the front edge or the outer lateral surface.

Daneben ist es vorteilhaft, dass der Innendurchmesser D_i der ringförmigen Sammellinse kleiner ist als die zu erfassende Werkstückbreite B_w. Somit kann über die Sammellinse der Randbereich des Werkstücks bzw. des zu erfassenden Teilausschnitts des Werkstücks erfasst werden.In addition, it is advantageous that the inner diameter D _{i of} the annular converging lens is smaller than the workpiece width B _w to be detected. Thus, the edge region of the workpiece or of the partial section of the workpiece to be detected can be detected via the converging lens.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass zwecks Lagerung der Sammellinse eine durchsichtige Platte im Strahlengang vor der Sammellinse vorgesehen ist, auf der die Sammellinse ablegbar ist. Die Sammellinse kann somit einfach gelagert und ggf. bezüglich ihrer Lage in horizontaler Richtung justiert bzw. bewegt werden.For this it is advantageous that for the purpose of storage of the convergent lens a transparent Plate is provided in the beam path in front of the condenser lens, on the the condenser lens is removable. The condenser lens can thus be easy stored and possibly with respect their position in the horizontal direction to be adjusted or moved.

Dabei ist es von Vorteil, dass die Sammellinse als Fresnellinse ausgebildet ist und aus Glas oder Kunststoff gebildet ist. Die Kunststoffvariante ist relativ preiswert, wohingegen die Glasvariante präziser und verschleißfester ist.there it is advantageous that the convergent lens formed as a Fresnel lens is and is made of glass or plastic. The plastic variant is relatively inexpensive, whereas the glass variant more precise and wear resistant is.

Von Vorteil ist es dabei auch, dass der Innendurchmesser D_i der Sammellinse größer ist als der Durchmesser D_L der Frontlinse des Objektivs oder der Durchmesser D_o des Objektivs. Somit ist ausreichend Platz für die Erfassung des Innenbereichs des Werkstücks gegeben. Daneben kann neben dem Randbereich die Außenseite des Werkstücks perspektivisch erfasst werden.It is also advantageous that the inner diameter D _{i of} the converging lens is greater than the diameter D _{L of} the front lens of the objective or the diameter D _{o of} the objective. Thus, there is sufficient space for the detection of the interior of the workpiece. In addition, in addition to the edge region, the outside of the workpiece can be detected in perspective.

Dabei ist es vorteilhaft, dass die Streulinse konzentrisch zur Sammellinse angeordnet ist und dass die Breite B_s der Sammellinse mindestens so groß ist wie der Durchmesser D_F der Frontlinse oder wie der Durchmesser D_o des Objektivs. Die Frontlinse bzw. das Objektiv sind damit vollständig abgedeckt, so dass der Bildbereich vollständig ausgeschöpft werden kann.It is advantageous that the scattering lens is arranged concentrically to the converging lens and that the width B _{s of} the converging lens is at least as large as the diameter D _{F of} the front lens or as the diameter D _{o of} the lens. The front lens or the lens are thus completely covered, so that the image area can be fully utilized.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Dabei zeigen:Further Advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and shown in the figures. Showing:

1 eine Prinzipdarstellung eines Weitwinkelobjektivs mit Hohlspiegel und Werkstück; 1 a schematic diagram of a wide-angle lens with concave mirror and workpiece;

2 eine Prinzipdarstellung eines telezentrischen Objektivs mit Hohlspiegel und Werkstück; 2 a schematic diagram of a telecentric lens with concave mirror and workpiece;

3 eine Prinzipdarstellung nach 1 mit einem zweiten Hohlspiegel; 3 a schematic representation after 1 with a second concave mirror;

4 eine Prinzipdarstellung nach 2 mit einem zweiten Hohlspiegel; 4 a schematic representation after 2 with a second concave mirror;

5 ein Umlenkgehäuse mit zwei Umlenkspiegeln; 5 a deflection housing with two deflecting mirrors;

6 eine Prinzipdarstellung mit Streulinse; 6 a schematic diagram with scattering lens;

7 eine Prinzipdarstellung mit Sammellinse; 7 a schematic diagram with condenser lens;

8 eine Prinzipdarstellung mit Streulinse und Sammellinse; 8th a schematic diagram with scattering lens and converging lens;

9 eine Prinzipdarstellung der Ansicht des Werkstücks. 9 a schematic representation of the view of the workpiece.

Eine Prüfeinrichtung 1 gemäß 1 weist eine Kamera 3 mit einem Weitwinkelobjektiv 3.1 sowie einem mit Rücksicht auf den Strahlengang davor angeordneten Hohl- bzw. Ringspiegel 4 auf. Der Hohlspiegel 4 ist dabei vor dem Objektiv 3.1, vorzugsweise unterhalb des Objektivs 3.1 angeordnet und weist einen Reflexionswinkel α₁ auf. Vor bzw. unterhalb des Hohlspiegels 4 wiederum ist ein zu prüfendes Werkstück 2 vorgesehen. Das Werkstück 2 wird dabei in der Praxis über eine hier nicht dargestellte Fördereinrichtung an der so gebildeten Prüfeinrichtung 1 vorbeigeführt. Der Hohlspiegel 4 weist dabei eine teilkegelförmige Reflexionsfläche 4.2 auf, die einen Mindestdurchmesser D_min sowie einen Maximaldurchmesser D_max besitzt. In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese Reflexionsfläche 4.2 neben der kegelmantelförmigen Grundform konvex bzw. konkav ausgebildet, so dass sich im Ganzen eine teilsphärische Reflexionsfläche 4.2 ergibt.A testing device 1 according to 1 has a camera 3 with a wide-angle lens 3.1 and one with respect to the beam path arranged in front of hollow or annular mirror 4 on. The concave mirror 4 is in front of the lens 3.1 , preferably below the lens 3.1 arranged and has a reflection angle α ₁ . Before or below the concave mirror 4 in turn is a workpiece to be tested 2 intended. The workpiece 2 is in practice via a conveyor not shown here on the test device thus formed 1 past. The concave mirror 4 has a part cone-shaped reflection surface 4.2 on, which has a minimum diameter D _min and a maximum diameter D _max . In an embodiment, not shown, this reflection surface 4.2 in addition to the cone-shaped basic shape convex or concave, so that in Whole a part-spherical reflection surface 4.2 results.

Das vom Werkstück 2 emittierte Licht wird teilweise direkt in das Objektiv 3.1 eingestrahlt, da der Hohlspiegel 4 dies aufgrund seiner zentrischen Ausnehmung grundsätzlich zulässt. Darüber hinaus werden Teile des reflektierten Lichts, insbesondere ausgehend von den Randbereichen des Werkstücks 2, die in eine Richtung koaxial bzw. parallel zu einer Mittelachse 4.1 emittiert werden, über die Reflexionsfläche 4.2 ebenfalls zur Kamera 3 hin abgelenkt. Ein auf diese Weise generierter erster Strahlengang 5.1 weist aufgrund der runden Ausbildung des Hohlspiegels 4 einerseits sowie des Werkstücks 2 andererseits in seiner Gesamtheit eine zylinderförmige Grundform mit einem Durchmesser D_s auf, die koaxial zur Mittelachse 4.1 ausgerichtet ist. Dieser erste Strahlengang 5.1 wird dann trichterförmig über die Reflexionsfläche 4.2 zur Kamera 3 bzw. zum Objektiv 3.1 hin abgelenkt. Der Maximaldurchmesser D_max des Hohlspiegels 4 bzw. der Reflexionsfläche 4.2 ist etwas größer als die maximale Breite bzw. der maximale Durchmesser des Werkstücks B_w, so dass mit Rücksicht auf die möglichen Toleranzen beim Platzieren des Werkstücks 2 vor der Kamera 3 die gewünschte Messung bzw. Erfassung erfolgen kann. In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung wird ein Weitwinkel- oder Weitwinkel-Nadelöhrobjektiv 3 in Verbindung mit einem Hohlspiegel 6 verwendet, wobei zumindest der Durchmesser D_max sowie der Reflexionswinkel α₂ bzw. der Neigungswinkel des Hohlspiegels 6 derart ausgebildet ist, dass die Blickrichtung der Kamera 3 über den Hohlspiegel 6 seitlich auf die äußere Mantelfläche des Hohlkörpers 2 ausgerichtet ist. Den ergänzenden Einsatz eines solchen Hohlspiegels 6 zeigt 3.That of the workpiece 2 Partially emitted light is emitted directly into the lens 3.1 irradiated because of the concave mirror 4 this basically allows due to its central recess. In addition, parts of the reflected light, in particular starting from the edge regions of the workpiece 2 which are coaxial in one direction or parallel to a central axis 4.1 be emitted, over the reflection surface 4.2 also to the camera 3 distracted. A generated in this way first beam path 5.1 indicates due to the round design of the concave mirror 4 on the one hand and the workpiece 2 on the other hand in its entirety a cylindrical basic shape with a diameter D _s , which is coaxial with the central axis 4.1 is aligned. This first beam path 5.1 then becomes funnel-shaped over the reflection surface 4.2 to the camera 3 or to the lens 3.1 distracted. The maximum diameter D _{max of} the concave mirror 4 or the reflection surface 4.2 is slightly larger than the maximum width or the maximum diameter of the workpiece B _w , so taking into account the possible tolerances when placing the workpiece 2 in front of the camera 3 the desired measurement or detection can take place. In another embodiment, not shown, of the test device according to the invention is a wide-angle or wide-angle Nadelhoehjektiv 3 in conjunction with a concave mirror 6 used, wherein at least the diameter D _max and the reflection angle α ₂ or the inclination angle of the concave mirror 6 is formed such that the viewing direction of the camera 3 over the concave mirror 6 laterally on the outer surface of the hollow body 2 is aligned. The complementary use of such a concave mirror 6 shows 3 ,

3 zeigt ein weiteres Ausführungsprinzip mit einem zweiten Hohl- bzw. Ringspiegel 6, der unterhalb des ersten Hohl- bzw. Ringspiegels 4 angeordnet ist. Der zweite Hohlspiegel 6 weist einen Reflexionswinkel α₂ auf, der kleiner ist als der Reflexionswinkel α₁ des ersten Hohlspiegels 4, so dass der äußere Randbereich des Werkstücks 2 erfassbar ist. 3 shows a further embodiment principle with a second hollow or annular mirror 6 , which is below the first hollow or ring mirror 4 is arranged. The second concave mirror 6 has a reflection angle α ₂ , which is smaller than the reflection angle α _{1 of} the first concave mirror 4 so that the outer edge area of the workpiece 2 is detectable.

Gemäß 2 handelt es sich um ein telezentrisches Objektiv 3.1 mit einer telezentrischen Linse und einem Gehäuse 3.2. Der Hohl- bzw. Ringspiegel 4 ist ebenfalls vor dem Objektiv 3.1 innerhalb des Gehäuses 3.2 angeordnet, so dass dieser zwischen dem Werkstück 2 und dem Objektiv 3.1 vorgesehen ist. Er weist einen Reflexionswinkel β₁ auf. Der Durchmesser des Objektivs D_o ist dabei größer als der Mindestdurchmesser D_min der Reflexionsfläche 4.2, so dass das von der Reflexionsfläche 4.2 in koaxialer Richtung reflektierte Licht das Objektiv 3.1 erreicht. Der Mindestdurchmesser D_min des Hohlspiegels 4 ist dabei etwas größer als die Breite bzw. der Durchmesser des Werkstücks B_W, so dass das vom Werkstück 2 in axialer Richtung emittierte Licht das Objektiv 3.1 direkt erreicht.According to 2 it is a telecentric lens 3.1 with a telecentric lens and a housing 3.2 , The hollow or ring mirror 4 is also in front of the lens 3.1 inside the case 3.2 arranged so that this between the workpiece 2 and the lens 3.1 is provided. It has a reflection angle β ₁ . The diameter of the objective D _o is greater than the minimum diameter D _{min of} the reflection surface 4.2 so that's from the reflection surface 4.2 in the coaxial direction light reflected the lens 3.1 reached. The minimum diameter D _{min of} the concave mirror 4 is slightly larger than the width or the diameter of the workpiece B _W , so that of the workpiece 2 light emitted in the axial direction of the lens 3.1 reached directly.

Ein vom Hohlspiegel bzw. Reflektor 4 bzw. von der Reflexionsfläche 4.2 koaxial zur Mittelachse reflektierter Strahlengang 5.2 weist dabei im Gesamten ebenfalls eine zylin derförmige Grundform auf, da sowohl der Hohlspiegel 4 als auch das Werkstück 2 rund sind.One from the concave mirror or reflector 4 or from the reflection surface 4.2 Coaxial to the central axis reflected beam path 5.2 has in the whole also a cylin derförmige basic shape, since both the concave mirror 4 as well as the workpiece 2 are round.

In einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung 1 wird ein telezentrisches Objektiv 3.1 in Verbindung mit einem Hohlspiegel 6 verwendet, wobei zumindest der Durchmesser D_min sowie der Reflexionswinkel β₂ bzw. der Neigungswinkel des Hohlspiegels 6 derart ausgebildet sind, dass die Blickrichtung der Kamera 3 über den Hohlspiegel 6 seitlich auf die äußere Mantelfläche des Hohlkörpers 2 ausgerichtet ist. Den ergänzenden Einsatz eines solchen Hohlspiegels 6 zeigt 4.In a further, not shown embodiment of the test device according to the invention 1 becomes a telecentric lens 3.1 in conjunction with a concave mirror 6 used, wherein at least the diameter D _min and the reflection angle β ₂ and the inclination angle of the concave mirror 6 are formed such that the viewing direction of the camera 3 over the concave mirror 6 laterally on the outer surface of the hollow body 2 is aligned. The complementary use of such a concave mirror 6 shows 4 ,

4 zeigt ein weiteres Ausführungsprinzip mit einem zweiten Hohl- bzw. Ringspiegel 6, der unterhalb des ersten Hohl- bzw. Ringspiegels 4 angeordnet ist. Der zweite Hohlspiegel 6 weist einen Reflexionswinkel β₂ auf, der kleiner ist als der Reflexionswinkel β₁ des ersten Hohlspiegels 4, so dass der äußere Randbereich des Werkstücks 2 erfassbar ist. 4 shows a further embodiment principle with a second hollow or annular mirror 6 , which is below the first hollow or ring mirror 4 is arranged. The second concave mirror 6 has a reflection angle β ₂ , which is smaller than the reflection angle β _{1 of} the first concave mirror 4 so that the outer edge area of the workpiece 2 is detectable.

5 zeigt ein Umlenkgehäuse 7 mit zwei Umlenkspiegeln 7.1, 7.2. In dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird der optische Weg des Strahlengangs eines normalen Objektivs 3.1 mit kleinem Öffnungswinkel über die zweifache Umlenkung verlängert, so dass ein der Brennweite entsprechender Abstand zum Werkstück 2 vorhanden ist. 5 shows a deflection housing 7 with two deflecting mirrors 7.1 . 7.2 , In the embodiment of the invention, the optical path of the beam path of a normal lens 3.1 extended with a small opening angle over the double deflection, so that the focal length corresponding distance to the workpiece 2 is available.

Die Prinzipdarstellung gemäß 6 zeigt die Kamera 3 mit Objektiv 3.1 sowie eine Frontlinse 3.3 mit einem Durchmesser D_F im Strahlengang vor dem Objektiv 3.1. Anschließend an die Frontlinse 3.3 ist eine Streulinse 8 mit einem Durchmesser D_L vorgesehen. Die so gebildete Prüfeinrichtung 1 dient der Erfassung eines als Becher oder Kappe aus gebildeten Werkstücks 2 mit einer Stückbreite B_w. Das Werkstück 2 ist hier im Prinzip als geschnittener Becher bzw. Deckel dargestellt, wobei es sich auch grundsätzlich um einen Teilbereich eines größeren Werkstücks handeln kann, der geprüft wird. Die Werkstückbreite B_w bezieht sich in diesem Fall auf den zu prüfenden Teilausschnitt eines größeren Werkstücks.The schematic diagram according to 6 shows the camera 3 with lens 3.1 as well as a front lens 3.3 with a diameter D _F in the beam path in front of the lens 3.1 , Then to the front lens 3.3 is a scattering lens 8th provided with a diameter D _L. The test device thus formed 1 serves to detect a formed as a cup or cap workpiece 2 with a piece width B _w . The workpiece 2 is shown here in principle as a cut cup or lid, which may in principle be a portion of a larger workpiece, which is tested. The workpiece width B _w refers in this case to the part to be tested section of a larger workpiece.

Der Durchmesser D_F der Frontlinse 3.3 ist dabei größer als die Werkstückbreite B_w. Somit lässt sich ein Rand 2.1 des Werkstücks 2 von oben erfassen. Der Durchmesser D_L der Streulinse 8 ist kleiner als der Durchmesser D_F der Frontlinse 3.3. Der Durchmesser D_L der Streulinse 8 ist auch kleiner als die Werkstückbreite B_w. Über die Frontlinse 3.3 wird zumindest ein äußerer Bereich um den Rand 2.1 des Werkstücks 2 unmittelbar erfasst. Über die Streulinse 8 wird das ganze Werkstück 2, vorzugsweise ein mittlerer Bereich des Werkstücks 2 bzw. ein Boden 2.2, ein innerer Wandbereich 2.3 und ein Bodenrand 2.4 gemäß 9 erfasst.The diameter D _{F of} the front lens 3.3 is greater than the workpiece width B _w. Thus, an edge can be 2.1 of the workpiece 2 from above. The diameter D _{L of} the dispersion lens 8th is smaller than the diameter D _{F of} the front lens 3.3 , The diameter D _{L of} the dispersion lens 8th is also smaller than the workpiece width B _w . About the front lens 3.3 will be at least an outer area around the edge 2.1 of the workpiece 2 recorded immediately. About the dispersing lens 8th becomes the whole workpiece 2 , preferably a middle region of the workpiece 2 or a floor 2.2 , an inner wall area 2.3 and a bottom edge 2.4 according to 9 detected.

Die Frontlinse 3.3 weist dabei einen Öffnungswinkel γ von ca. 5° auf. Über die Streulinse 8 wird dieser Öffnungswinkel γ entsprechend der optischen Eigenschaften der Streulinse 8 wie dargestellt vergrößert.The front lens 3.3 has an opening angle γ of about 5 °. About the dispersing lens 8th becomes this opening angle γ according to the optical properties of the scattering lens 8th enlarged as shown.

In der Darstellung gemäß 7 weist die Frontlinse 3.3 den gleichen Durchmesser auf wie das Objektiv 3.1, nämlich D_o. Je nach verwendetem Objektiv 3.1 ist der Einsatz einer separaten Frontlinse 3.3 nicht erforderlich. Im Strahlengang nach dem Objektiv 3.1 bzw. der Frontlinse 3.3 ist eine ringförmige Sammellinse 9 mit einem Innendurchmesser D_i angeordnet. Die Sammellinse 9 befindet sich dabei auf einer durchsichtigen Glasplatte 10 oberhalb des zu prüfenden Werkstücks 2. Während das Objektiv gemäß 6 als telezentrisches bzw. endozentrisches Objektiv ausgebildet ist, handelt es sich bei dem Objektiv gemäß 7 um ein weitwinkliges Objektiv mit einem Öffnungswinkel γ von etwa 30°. Durch dieses Objektiv 3.1 wird mit Rücksicht auf die ringförmige Ausbildung der Sammellinse 9 die weitwinklige Erfassung, also des Bodens 2.2 mit Rand 2.1 und des inneren Wandbereichs 2.3 des Werkstücks 2, gewährleistet. Über die Sammellinse 9, die im Wesentlichen oberhalb des Randes 2.1 des Werkstücks 2 angeordnet ist, wird der Rand 2.1 bzw. der sich daran anschließende innere und äußere Bereich aus vertikaler Richtung erfasst. Die Sammellinse 9 weist dabei einen Brechungswinkel δ auf, der die Erfassung des vom Randbereich ausgehenden Strahlengangs über das Objektiv gewährleistet.In the illustration according to 7 has the front lens 3.3 the same diameter as the lens 3.1 , Namely D _o. Depending on the lens used 3.1 is the use of a separate front lens 3.3 not mandatory. In the beam path after the lens 3.1 or the front lens 3.3 is an annular convex lens 9 arranged with an inner diameter D _i . The condenser lens 9 is located on a transparent glass plate 10 above the workpiece to be tested 2 , While the lens according to 6 is designed as a telecentric or endocentric lens, it is in the lens according to 7 around a wide-angle lens with an opening angle γ of about 30 °. Through this lens 3.1 is due to the annular formation of the condenser lens 9 the wide-angle detection, so the soil 2.2 with edge 2.1 and the inner wall area 2.3 of the workpiece 2 , guaranteed. About the condenser lens 9 that are essentially above the edge 2.1 of the workpiece 2 is arranged, the edge becomes 2.1 or the adjoining inner and outer region captured from the vertical direction. The condenser lens 9 has a refraction angle δ, which ensures the detection of the emanating from the edge region beam path via the lens.

Gemäß Ausführungsbeispiel 8 sind die Sammellinse 9 sowie die Streulinse 8 kombiniert und beide nach der Frontlinse 3.3 angeordnet. Der mittlere Bereich des Strahlengangs wird dabei über die Streulinse 8 aufgeweitet, während der Strahlengang im äußeren Ringbereich der Frontlinse 3.3 über die Sammellinse 9 in vertikale Richtung abgelenkt wird. Der Innendurchmesser D_i der Sammellinse 9 entspricht dabei etwa dem Durchmesser D_L der Streulinse 8.According to embodiment 8th are the condenser lens 9 as well as the dispersion lens 8th combined and both after the front lens 3.3 arranged. The middle region of the beam path is thereby over the scattering lens 8th widened while the beam path in the outer ring area of the front lens 3.3 about the condenser lens 9 is deflected in the vertical direction. The inner diameter D _{i of} the converging lens 9 corresponds approximately to the diameter D _{L of} the scattering lens 8th ,

9 stellt das so erfasste Bild im Prinzip dar. Über die Streulinse 8 wird der innere Bildbereich, gekennzeichnet mit Pfeil 11, erfasst, während über die Sammellinse 9 bzw. den Randbereich der Frontlinse 3.3 gemäß 6 der äußere Bildbereich, gekennzeichnet durch Pfeil 12, erfasst wird. Im inneren Bildbereich 11 ist der Rand 2.1 des Werkstücks 2 bzw. der Kappe zu sehen. Neben dem Bildbereich 2.3, der den inneren Wandbereich darstellt, werden der Bodenrand 2.4 sowie der Boden 2.2 erfasst. Der innere Wandbereich 2.3 wird aufgrund der mit der Streulinse 8 erreichten Weitwinkligkeit erfasst. 9 represents the picture thus captured in principle. About the scattering lens 8th becomes the inner image area, marked with arrow 11 , captured while using the condenser lens 9 or the edge region of the front lens 3.3 according to 6 the outer image area, marked by arrow 12 , is recorded. In the inner picture area 11 is the edge 2.1 of the workpiece 2 or to see the cap. Next to the picture area 2.3 which represents the inner wall area become the bottom edge 2.4 as well as the ground 2.2 detected. The inner wall area 2.3 is due to the with the scattering lens 8th reached Weitwinkligkeit recorded.

Im äußeren Bildbereich 12 ist ebenfalls der äußere Rand 2.1 des Werkstücks 2 zu sehen. An diesen Rand anschließend erstreckt sich der Boden 2.2 des Werkstücks 2.In the outer picture area 12 is also the outer edge 2.1 of the workpiece 2 to see. The floor then extends to this edge 2.2 of the workpiece 2 ,

11: Prüfeinrichtungtest equipment
22: Werkstückworkpiece
2.12.1: Randedge
2.22.2: Bodenground
2.32.3: innerer Wandbereichinternal wall area
2.42.4: Bodenrandbottom edge
33: Kameracamera
3.13.1: Objektivlens
3.23.2: Gehäusecasing
3.33.3: Frontlinsefront lens
44: Umlenkspiegel, Hohlspiegel, Ringspiegel, Reflektora reflecting mirror, Concave mirror, ring mirror, reflector
4.14.1: Mittelachsecentral axis
4.24.2: Reflexionsflächereflecting surface
5.15.1: Strahlengangbeam path
5.25.2: Strahlengangbeam path
66: Hohlspiegel, RingspiegelConcave mirror, ring mirror
77: Gehäusecasing
7.17.1: erster Umlenkspiegelfirst deflecting
7.27.2: zweiter Umlenkspiegelsecond deflecting
88th: Streulinsediffusing lens
99: Sammellinseconverging lens
1010: Platteplate
1111: innerer Bildbereichinternal image area
1212: äußerer Bildbereichouter image area
B_w B _w: WerkstückbreiteWorkpiece width
D_min D _min: minimaler Durchmesserminimal diameter
D_max D _max: maximaler Durchmessermaximum diameter
D_F D _F: Durchmesserdiameter
D_L D _L: Durchmesserdiameter
D_i D _i: Durchmesserdiameter
D_o D _o: Durchmesserdiameter
D_s D _s: Durchmesserdiameter
D_V D _V: Durchmesserdiameter
α₁ α ₁: Reflexionswinkelangle of reflection
α₂ α ₂: Reflexionswinkelangle of reflection
β₁ β ₁: Reflexionswinkelangle of reflection
β₂ β ₂: Reflexionswinkelangle of reflection
γγ: Öffnungswinkelopening angle
δδ: Brechungswinkelangle of refraction

Claims

Testing device ( 1 ) for workpieces ( 2 ) with at least one lens ( 3.1 ) camera ( 3 ) and at least one with respect to the beam path in front of the lens ( 3.1 ) arranged Um steering mirror ( 4 ), that of one in front of the lens ( 3.1 ) Placeable, rotationally symmetrical workpiece emitted light towards the camera ( 3 ), characterized in that the deflecting mirror ( 4 ) as a concave mirror with a coaxial to the optical axis of the lens ( 3.1 ) arranged central axis ( 4.1 ) is formed and a cone-shaped or partially spherical reflection surface ( 4.2 ) and in addition to the deflection mirror ( 4 ) reflected image portion and the light emitted from the workpiece at least partially directly from the camera ( 3 ) is detectable.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the concave mirror ( 4 ) or the reflection surface ( 4.2 ) has a minimum diameter D _min and a maximum diameter D _max , wherein D _{max is} at least as large as the workpiece width B _w and the workpiece ( 2 ) coaxial with the concave mirror ( 4 ) is placeable.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the lens ( 3.1 ) is designed as a wide-angle or wide-angle Nadelhoehjektiv.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the concave mirror ( 4 ) or the reflection surface ( 4.2 ) has a minimum diameter D _min and a maximum diameter D _max , wherein D _{min is} at least as large as the workpiece width B _w ,

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the inclination angle of the concave mirror ( 4 ) is designed such that the viewing direction of the camera ( 3 ) over the concave mirror ( 4 ) perpendicular to the edge region of the formed as a hollow body workpiece ( 2 ) and on this grazing inside and outside is alignable over.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inclination angle of the concave mirror ( 4 ) is designed such that the viewing direction of the camera ( 3 ) on the concave mirror laterally on the outer circumferential surface of the hollow body ( 2 ) is alignable.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that two concave mirrors with different inclination angles in the beam path in front of the lens ( 3.1 ) are arranged.

Apparatus according to claim 1, 2 or 4 to 7, characterized in that the lens ( 3.1 ) is formed as a telecentric lens with a diameter D _o , wherein the diameter D _{o is} greater than the workpiece width BW.

Device according to one of claims 1, 4 or 5, characterized in that the diameter D _{o of} the objective ( 3.1 ) is greater than the minimum diameter D _{min of} the concave mirror ( 4 ).

Device according to one of claims 1, 4, 5 or 6, characterized in that the telecentric objective ( 3.1 ) a housing ( 3.2 ) and the concave mirror ( 4 ) at least partially within the housing ( 3.2 ) is arranged.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 3 ) and / or the concave mirror ( 4 ) is displaceable in a direction parallel to the central axis.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the camera ( 3 ) a lens ( 3.1 ) having a large focal length, wherein in order to adjust the distance between the lens ( 3.1 ) and the workpiece ( 2 ) the beam path between the lens ( 3.1 ) and the workpiece ( 2 ) via at least two deflecting mirrors ( 7.1 . 7.2 ) is deflected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a) the workpiece ( 2 ) by a first test device ( 1 ) with a first camera ( 3 ) is checked b) the workpiece ( 2 ) is then tested by a second test device with a second camera, wherein the first test device has at least one deflection mirror and the second camera is formed less wide-angle than the first camera ( 3 ).

Testing device ( 1 ) for workpieces ( 2 ) with at least one camera ( 3 ) and one in the beam path in front of the camera ( 3 ) lens ( 3.1 ) with a front lens ( 3.3 ), which has a diameter D _F , characterized in that the objective ( 3.1 ) is formed as a telecentric lens or as an endocentric lens with an opening angle γ, wherein the opening angle γ is a maximum of 90 °, a maximum of 60 ° or a maximum of 5 ° and the diameter D _{F of} the front lens ( 3.3 ) of the telecentric lens is larger than a workpiece width B _w to be detected.

Test device according to claim 14, characterized in that in the beam path in front of the lens ( 3.1 ) at least one scattering lens extending the beam path ( 8th ) is arranged with a diameter D _L , wherein the diameter D _{L is} smaller than the diameter D _{F of} the front lens ( 3.3 ).

Testing device ( 1 ) for workpieces ( 2 ) with at least one camera ( 3 ) and one in the beam path in front of the camera ( 3 ) lens ( 3.1 ) with a diameter D _o and / or with a front lens ( 3.3 ), which has a diameter D _F , characterized in that the objective ( 3.1 ) as a wide-angle lens ( 3.1 ) is formed with an opening angle γ and in the beam path after the lens ( 3.1 ) at least one annular collecting lens ( 9 ) is provided with an inner diameter D _i and an angle of refraction δ, wherein the opening angle γ is at least 10 °, at least 60 ° or at least 90 ° and the amount of the refractive angle δ of the converging lens ( 9 ) is at least 60 °.

Test device according to claim 16, characterized in that the inner diameter D _{i is} smaller than the workpiece width B _w to be detected.

Test device according to claim 16 or 17, characterized in that for the purpose of storage of the convergent lens ( 9 ) a transparent plate ( 10 ) in the beam path in front of the converging lens ( 9 ) is provided, on which the convergent lens ( 9 ) can be stored.

Test device according to claim 16, 17 or 18, characterized in that the convergent lens ( 9 ) is formed as a Fresnel lens and is formed of glass or plastic.

Test device according to claim 16, 17, 18 or 19, characterized in that the inner diameter D _{i of} the converging lens ( 9 ) is greater than the diameter D _{F of} the front lens ( 3.3 () Or than the diameter D _o of the objective 3.1 ).

Testing device ( 1 ) for workpieces ( 2 ) with at least one camera ( 3 ) and one in the beam path in front of the camera ( 3 ) lens ( 3.1 ) with a diameter D _o and / or with a front lens ( 3.3 ), which has a diameter D _F , characterized in that in the beam path in front of the lens ( 3.1 ) at least one annular collecting lens ( 9 ) and at least one dispersion lens ( 8th ) are arranged.

Test device according to claim 21, characterized in that the scattering lens ( 8th ) concentric with the converging lens ( 9 ) is arranged.

Testing device according to claim 21 or 22, characterized in that the width B _{s of} the convergent lens ( 9 ) is at least as large as the diameter D _{F of} the front lens ( 3.3 ) or like the diameter D _{o of} the lens ( 3.1 ).