[发明专利]用于对工件中的空腔内表面进行成像的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述类型的用于对工件空腔中的内表面进行成像的设备。

背景技术

由WO2009/003692公开了一种上述类型的用于对工件中的空腔内表面进行成像的设备，其具有带有全景视角的光学元件，该光学元件与图像摄取装置和设置在其后的分析装置形成图像传输连接。这种已知的设备还具有用于对由所述光学元件所检测的内表面成像区域进行照明的照明装置。

这类设备例如在对曲柄箱中的气缸内径进行检查时被应用，用于对气缸内径的径向内表面进行成像，并检验其在表面结构方面是否满足预定要求。

发明内容

本发明的任务在于，给出一种如权利要求1的前序部分所述类型的用于对工件中的空腔内表面进行成像的设备，其扩展了对内表面成像方面的可能性。

该任务通过在权利要求1中所给出的发明来解决。

本发明的基本思想在于，所述照明装置被设计为使得由所述光学元件所检测的内表面成像区域部分以亮区照明、部分以暗区照明被照明。在其中利用被所要成像的内表面反射的光进行成像的亮区照明的情况下，得到对比度特别高的成像，由此例如特别是能够确定所要成像的内表面中的划痕和孔洞。与之相对地，在其中引导光线的光路从而主要对在要成像的内表面上散射的光线进行成像的暗区照明的情况下，确定其它结构缺陷，例如在铸造件的情况下确定铸造缺陷。

本发明所述的设备使得所要成像的内表面既能够以亮区照明、也能够以暗区照明而被成像。因而本发明所述设备结合了这两种照明方法在检测缺陷时所具有的优点。根据本发明，其中可以在亮区照明的情况下对成像区域的第一个轴向部分进行成像，同时在暗区照明的情况下对成像区域的与所述第一个轴向部分间隔一段距离的第二个轴向部分进行成像，从而同时执行亮区和暗区测量。但根据本发明也可以在时间上先后地以暗区照明和亮区照明对所要成像的内表面的同一个轴向部分进行成像。例如，为此可以为所述设备配置一推进装置，借助所述推进装置使所述设备能够相对于所要成像的内表面轴向移动。如果例如使以暗区照明所检查的内表面部分在推进方向上倾斜地位于所述光学元件前面，而以亮区照明所检查的内表面部分在空腔的轴向方向上大致位于与所述光学元件相同的高度或者位于所述光学元件后面一点，则在推进期间首先能够以暗区照明对内表面的预定轴向区域进行成像，接着在所述设备继续推进时以亮区照明对其进行成像。

通过这种方式，扩展了本发明所述设备在对空腔内表面进行成像方面的可能性。

通过根据本发明既能以亮区照明也能以暗区照明进行成像的技术方案，借助本发明所述设备能够实现特别大范围以及在检测表面缺陷方面具有说服力的检验过程。

本发明所述设备的构造相当简单，因而能够以成本非常低廉的方式制造。

根据本发明，原则上照明装置可设置有两个或更多个光源，这些光源中的一个光源用于在成像区域的第一个轴向部分中实现亮区照明，而另一个光源用于实现在第二个轴向部分中的暗区照明。为了实现本发明所述设备的特别简单的构造，在本发明的一种具有优点的改进方案中设置了镜面装置，该镜面装置的反射面部分地设置在所述光源的光路中，使得在所述设备的成像位置处，从光源发出的光的一部分光线入射到成像区域的第二个轴向部分，而反射面将另一部分光线反射到第一个轴向部分。在这个实施方式中，根据本发明所述的在空腔内表面的不同轴向部分同时进行亮区照明和暗区照明可以借助一个单个的光源来实现。所发出的光的被反射面反射到第一个轴向部分的部分光线例如可用于实现亮区照明，而在所述镜面装置的反射面旁边经过入射到第二个轴向部分的部分光线可用于实现暗区照明。

在上述实施方式的一种优选的改进方案中，所述镜面装置具有环形的反射面。通过这种方式实现了工件内表面的环形照明。根据相应的要求，所述镜面装置的反射面的截面被设计成平的，使得所述镜面被构造成锥台形。但反射面的截面也可以设计成圆形、非球面形、抛物线或其它形式。

本发明的另一改进方案建议：反射面与所述光学元件的光轴同轴。通过这种方式得到了在内表面周边方向上均匀的照明。

尤其当照明装置在所述光学元件的光轴方向上照射时，符合目的的是，反射面与光轴至少在一段上成一定角度设置，就像在本发明的另一具有优点的改进方案中对于镜面装置所述的那样。

在本发明的一个尤其有利的改进方案中，所述光学装置的像角＞180°，最好是约为185°。在这个实施方式中，例如尤其是可以同时对内表面的在光轴方向上倾斜设置在光学元件前面的、以暗区照明被照明的部分以及在光轴方向上大致处于所述光学元件的高度或略微在光轴后面一点设置的、以亮区照明被照明的部分进行成像。