校准制品和用于校准制品的保持设备制造技术

本实用新型专利技术涉及校准制品和用于校准制品的保持设备。校准制品具有透明衬底，其上具有由不透明材料制成的校准单元，校准单元形成至少一个校准单元群组，其每个具有两个单元行，其每个具有多个第一单元，单元行的第一单元的中心布置在沿第一制品坐标方向的线上，并且这些线在相对于第一制品坐标方向以直角取向的第二制品坐标方向上以单元行距离布置，在第一制品坐标方向上直接相邻的两个第一单元的中心具有相同第一单元距离；由第二单元构成的单元矩阵，第二单元在第一制品坐标方向上形成多个行并且在第二制品坐标方向上形成单元矩阵的多个列，在行和/或列中直接相邻的两个第二单元的中心具有第二单元距离；实心圆表面；圆形区域。

Calibration products and holding equipment for calibration products

【技术实现步骤摘要】
校准制品和用于校准制品的保持设备
本技术涉及一种用于测量系统的校准制品以及一种用于此校准制品的保持设备，该测量系统被构造为测量在轴向方向上旋转对称的物体的轮廓，例如测量轴或其他细长物体。
技术介绍
例如在US6704102B2中公开一种校准制品。在此文献中，衬底上放置有各种可以由光学检测设备检测的几何校准单元。已知的校准制品被认为适于光学检测设备的各种放大倍数，并且为此目的具有不同大小的几何校准单元。DE102015122842A1公开一种校准板，其具有用于具有相机的3D检测设备的校准的各种校准单元和用于投影仪的校准的反射镜。DE4439557A1描述一种分划板，其具有同心圆并且可以用于测量系统的光学检测设备针对不同放大倍数的校准。取决于所选定放大倍数，始终以正确大小绘示该同心环中的一者。DE202007007786U1描述一种用于光学测量设备的测试体。该测试体上具有各种大小的校准单元，使得可以针对光学检测设备的不同放大倍数借助相同测试体进行校准。术语校准单元用于描述例如一系列线、矩形、正方形、实心圆、环形等等。WO03/023321A1描述将二维校准场用于调节或测量系统的轴线的调节。测量过程应检测平移、旋转和直角偏差。因此，已知的校准制品用于测量系统的机器轴线的调节或用于测量系统的光学检测设备的校准。通常，用于测量旋转对称物体（尤其是轴）的轮廓的光学测量系统使用至少一个线相机或一个矩阵相机作为光学检测设备。测量在透射光中进行。待测量物体通常布置在照明和光学检测设备的远心范围内。尤其是在远心范围内，对轴的纵向轴线的高度的校准对精确测量来说是必需的。此校准必须能够完全确定测量系统的测量误差，以便能够例如通过数学校正来消除这些误差。
技术实现思路
可以认为本技术的目的是指示一种允许对用于测量旋转对称物体轴向方向上的轮廓的测量系统的简单校准的校准制品，此测量系统具有应该在单个设置操作中采用相同校准制品校准的光学检测设备。另一目的是形成一种用于校准制品的合适保持设备。此目的通过根据本专利技术的校准制品和根据本专利技术的保持设备实现。校准制品被构造为用于测量系统的校准，测量系统具有光学检测设备并且被构造为用于轴向方向上旋转对称物体的轮廓的测量，例如用于轴或其他细长物体的测量。因此，测量系统也可以称为轴测量系统。校准制品具有优选地由玻璃制成的透明衬底，其上放置有由不透明材料制成的多个校准单元。优选地，所有校准单元都布置在衬底的相同表面上。例如，所存在校准单元可以由衬底上的铬层形成。每一个校准单元可以呈正或负结构单元的形式。负结构单元限定透明几何结构的边界。正结构单元覆盖不透明几何结构，优选地覆盖其整个表面，并且优选地并不环绕任何透明区域。校准单元形成一个或多个校准单元群组，其每个被构造为用于测量系统的相关联光学检测设备的校准。针对每一校准单元群组存在两个单元行，各自具有多个第一单元。每一单元行的这些第一单元的中心或交叉点布置在沿校准制品的第一制品坐标方向延伸的线上。其上布置相应单元行的第一单元的线在校准制品的第二制品坐标方向上具有单元行距离，此第二制品坐标方向相对于第一制品坐标方向成直角。单元行的每两个紧邻的第一单元的中心或交叉点在第一制品坐标方向上具有相同的第一单元距离。第一单元可以例如由圆形单元和/或十字形和/或其他合适几何单元形成。优选地，第一单元由实心圆（正结构单元）形成。此外，校准单元具有由第二单元构成的单元矩阵。类似于第一单元，第二单元可以是圆形（优选地实心圆）、十字形或类似物。在第一制品坐标方向上，第二单元形成多个行，并且在第二制品坐标方向上，其形成单元矩阵的多个列。行和/或列中两个紧邻的第二单元的中心、交叉点或那类点具有第二单元距离。在行方向和列方向上，第二单元距离可以具有相同大小或不同大小。优选地，如果单元矩阵位于图像区中并且在相机与校准制品之间不发生相对运动，则单元矩阵的行和列完全使相机芯片的所使用图像区光栅化。通常，这导致单元矩阵的行和列的不同数量。行的数量和列的数量还可以具有相同大小。另一校准单元由被不透明材料完全填充的实心圆表面和被不透明材料限定边界的至少一个透明或未填充圆形区域（其可以被称为圆形边界）形成。圆形边界的内表面优选地完全没有不透明材料。实心圆表面和圆形边界可以布置在单元行之间的区域中。实心圆表面可以由光学检测设备用于测量外径。圆形边界可以由光学检测设备用于测量内径。替代性地或另外，还可以确定实心圆表面和/或圆形边界中的每个的圆度。外圆或实心圆的这些不同测量和圆形边缘处理使得可以为外轮廓和内轮廓的每次测量确定单独的合适校正函数。在两个单元行的帮助下，可以校准测量系统，使得关于校准制品与光学检测设备之间的相对位置或相对运动，校准过程对应于或接近于在经校准测量系统上待执行的物体的测量。例如，首先，可以在轴向方向上校准测量系统的轴线的轴线移动。其次，可以测试和/或测量轴向方向上的轴线移动的直线度。借助于单元行，可以在第一单元距离的指定网格中执行直线度测量和/或沿着单元行测量第一单元之间的距离，并且在测量旋转对称物体的轴向位置处这样做，例如，待测量轴位于经校准测量系统中。优选地，单元行距离至少与待测量轴的最大直径一样大。借助于单元矩阵，可以检测光学检测设备在相对于光轴成直角的平面中的失真。另外，还可以确定校准制品或衬底相对于检测设备的光轴或测量系统的另一参考轴线的倾斜。单元矩阵的边缘侧行或列的距离越大，则确定倾斜的可实现精度越大。优选地，该距离被选择成使得单元矩阵可以说完全填充相机芯片的图像区。借助此校准制品，可以校准例如被构造为用于轴测量的测量系统。在校准期间可以考虑光学检测设备自身以及用于测量的测量系统的机器轴线。对于测量系统的完整校准，多个不同垂线、测试体或类似物不是必需的。这借助于校准制品、因此可以说在单个设置操作中实现。优选地，一个单元行的第一单元的中心或交叉点和相应另一单元行的第一单元的中心或交叉点位于在第二制品坐标方向上延伸的线上。因此，两个单元行的第一单元各自形成对，其布置在沿第二制品坐标方向的共用线上。当校准制品处于使用其的位置中时，第一制品坐标方向对应于待测量旋转对称物体的轴向方向，并且第二制品坐标方向相对于其以直角取向。在优选实施例中，第二单元距离小于第一单元距离。进一步优选地，第一单元距离是第二单元距离的整数倍。优选地，第二单元距离为第一单元距离1/5倍。在一个示例实施例中，第一单元距离为5mm，并且第二单元距离为1mm。此外，有利地，单元行距离是第二单元距离的整数倍。在实例中，第一和/或第二单元由圆形、尤其是实心圆形成，其可以具有0.4mm至0.6mm的直径。优选地，单元矩阵的两个最外侧行的第二单元的中心或交叉点彼此分离大于单元行距离的距离。因此，单元矩阵在第二制品坐标方向上的大小优选地大于单元行距离。优选地，两个单元行在第一制品坐标方向上继续穿过单元矩阵，并且单元行中的每个的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准制品(10)，所述校准制品用于测量系统，所述测量系统具有光学检测设备并且被构造为沿着旋转对称物体的轴向延伸方向测量所述旋转对称物体的轮廓，其特征在于，/n所述校准制品(10)具有透明衬底(11)，其上具有由不透明材料制成的校准单元(14)，所述校准单元(14)形成至少一个校准单元群组，其每个具有：/n- 两个单元行(18)，其每个具有多个第一单元(19)，单元行(18)的所述第一单元(19)的中心各自布置在沿第一制品坐标方向(Z

【技术特征摘要】
20171222 DE 202017107883.31.一种校准制品(10)，所述校准制品用于测量系统，所述测量系统具有光学检测设备并且被构造为沿着旋转对称物体的轴向延伸方向测量所述旋转对称物体的轮廓，其特征在于，
所述校准制品(10)具有透明衬底(11)，其上具有由不透明材料制成的校准单元(14)，所述校准单元(14)形成至少一个校准单元群组，其每个具有：
-两个单元行(18)，其每个具有多个第一单元(19)，单元行(18)的所述第一单元(19)的中心各自布置在沿第一制品坐标方向(ZS)的线上，并且这些线在相对于所述第一制品坐标方向(ZS)以直角取向的第二制品坐标方向(XS)上以单元行距离(dr)布置，单元行(18)的在所述第一制品坐标方向(ZS)上直接相邻的两个第一单元(19)的中心各自具有相同的第一单元距离(d1)，
-由第二单元(21)构成的单元矩阵(20)，所述第二单元(21)在所述第一制品坐标方向(ZS)上形成多个行(23)并且在所述第二制品坐标方向(XS)上形成所述单元矩阵(20)的多个列(22)，在行(23)和/或列(22)中直接相邻的两个第二单元(21)的中心具有第二单元距离(d2)，
-实心圆表面(29)，其由不透明材料完全填充，
-圆形区域，其被由不透明材料制成的圆形边界(30)完全围绕。


2.根据权利要求1所述的校准制品，其特征在于，一个单元行(18)的第一单元(19)的中心和另一单元行(18)的第一单元(19)的中心布置在沿所述第二制品坐标方向(XS)延伸的线上。


3.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，在相同校准单元群组内，所述第二单元距离(d2)小于所述第一单元距离(d1)。


4.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，相同校准单元群组内的所述第一单元距离(d1)是所述第二单元距离(d2)的整数倍。


5.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，所述单元行距离(dr)是所述第二单元距离(d2)的整数倍。


6.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，相同校准单元群组内在所述第一制品坐标方向(ZS)上的所述两个单元行(18)继续穿过相应单元矩阵(20)。


7.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，存在两个校准单元群组，并且所述校准单元群组中的一者的所述两个单元行(18)的多个第一单元(19)布置在相应另一个校准单元群组的所述单元矩阵(20)的所述第二单元(21)之间。


8.根据权利要求1或2所述的校准制品，其特征在于，存在至少一个另外的校准单元(14)，其形成测试图案以确定光学检测单元的分辨率。


9.根据权利要求8所述的校准制品，其特征在于，所述至少一个测试图案(27)具有圆形形状，其具有由不透明材料制成的圆扇形(28)，所述圆扇形(28)彼此...

【专利技术属性】
技术研发人员：L海泽，
申请(专利权)人：卡尔·马尔控股有限公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE