DE20307305U1

DE20307305U1 - Optische Überwachungseinrichtung

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Publication number: DE20307305U1
Application number: DE20307305U
Authority: DE
Original assignee: Isra Vision Systems AG
Current assignee: Isra Vision AG
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2003-07-24
Anticipated expiration: 2013-05-10

Description

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Optische Überwachungseinrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Arbeitsbereichs eines Werkzeuges mit mindestens einer Kamera. Die erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung ist für eine Vielzahl von Werkzeugen geeignet und nicht auf ein bestimmtes Werkzeug beschränkt. So kann das Werkzeug bspw. ein Schweiß- oder Lötgerät, eine Einrichtung zum Auftragen von Klebstoff, bspw. in Form eines Kelbstoff-Wulstes, auf ein zu verklebendes Objekt, ein allgemeines Sensorelement, bspw. zur Abtastung von Oberflächen, oder ein beliebiges Arbeitsgerät oder Applikationswerkzeug sein, dessen Tätigkeit überwacht werden soll. Als weitere Anwendungsfälle kommen die Inspektion und/oder Bearbeitung bei einer Kleberaupe, einer Naht, einer Fuge, einer Kante und/oder einer Fläche in Betracht. Die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung sind jedoch nicht auf die vorbeschriebenen Werkzeuge und Anwendungsfälle beschränkt. Insbesondere bietet sich die optische Überwachungseinrichtung für im Roboterbetrieb betätigte Werkzeuge an, deren Funktion genau überwacht werden soll. Die Überwachungseinrichtung kann in entsprechender Weise aber auch für den Fall verwendet werden, dass das Werkzeug stationär ausgebildet ist und sich ein zu bearbeitendes Objekt an dem Werkzeug vorbei bewegt.

Bisher findet eine Überwachung von Werkzeugen durch Kameras statt, deren Bild auf den Arbeitsbereich des Werkzeugs ausgerichtet ist. Bei stationären, nicht bewegten Werkzeugen kann das Bild der Kamera einmal optimal für den Arbeitsbereich ausgerichtet werden, sodass eine effektive Überwachung des Werkzeugs möglich ist. Bei einem bewegten Werkzeug ist es allerdings nötig, die Position der Kamera nachzuführen, um immer eine optimale Überwachungsposition zu erhalten. Ist die Kamera dagegen an einem festen Ort dreh-

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bar angeordnet, muss die Bewegung des Werkzeugs durch eine Drehung der Kamera nachvollzogen werden. Dabei ändert sich die Blickrichtung zu dem Überwachungsbereich, sodass eine optische Überwachung unter optimalen Sichtbedingungen nicht für alle Anwendungen möglich ist. Außerdem ist für das Nachführen der Kamera eine gesonderte Steuerelektronik notwendig, die die Bewegung des Werkzeugs erfasst und die Ausrichtung der Kamera entsprechend nachfährt. Dies führt für derartige Überwachungseinrichtungen zu einem hohen Installationsaufwand und damit verbundenen hohen Kosten. Außerdem ist eine separate Steuerung der Kameras vergleichsweise störanfällig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der der Arbeitsbereich eines relativ zu einem Objekt bewegbaren Werkzeugs ohne großen Aufwand und mit hoher Qualität optisch überwacht werden kann.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Überwachungseinrichtung an dem Werkzeug derart festlegbar ist, dass der Sichtbereich der Kamera bei einer Bewegung des Werkzeugs und/oder eines zu bearbeitenden Objekts immer auf den Arbeitsbereich des Werkzeugs und/oder einen festen Überwachungsbereich ausgerichtet ist. Durch die feste Verbindung zwischen der optischen Überwachungseinrichtung und dem Werkzeug wird auf einfache Weise erreicht, dass die Kameras der optischen Überwachungseinrichtung bei einer Bewegung des Werkzeugs oder des Objekts bezogen auf den Arbeitspunkt oder Arbeitsbereich des Werkzeugs immer gleich ausgerichtet sind. Die optische Überwachungseinrichtung stellt also einen mitfahrenden Sensorkopf dar, der nicht gesondert in Fahrt- oder Bewegungsrichtung des Werkzeugs bewegt oder gedreht werden muss. Durch diese Anordnung ergibt sich als weiterer Vorteil, dass auch der Bildausschnitt der Kamera bezogen auf den zu überwachenden Bereich bei einer Bewegung des Werkzeugs unverändert bleibt. Dies ist für eine gleichbleibende Qualitäts-

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kontrolle besonders wichtig, weil die als Grundlage für die Kontrolle dienende Bildqualität so konstant bleibt. Die Kamera hat also relativ zu dem Werkzeug immer die gleiche Lage. Entsprechendes gilt für den Fall, dass das Objekt an dem Werkzeug vorbeigeführt wird. Entscheidend ist, dass die optische Blickposition der Kameras bei einer Relativbewegung zwischen Werkzeug und Objekt durch die Anordnung der Überwachungseinrichtung an dem Werkzeug in allen denkbaren Fällen gleich ist. Dabei müssen der Arbeitsbereich des Werkzeugs und der Überwachungsbereich der Überwachungseinrichtung nicht zwangsläufig zusammenfallen. Wenn bspw. die Qualität des Arbeitsergebnisses des Werkzeugs untersucht werden soll, liegt der Überwachungsbereich vorzugsweise hinter dem Arbeitsbereich, in dem das Werkzeug die Bearbeitung durchführt.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Überwachungseinrichtung weist diese mindestens zwei, vorzugsweise aber drei, Kameras auf, wobei die Sichtbereiche von mindestens zwei Kameras im Arbeitsbereich und/oder Überwachungsbereichs überlappen. Diese mindestens doppelte Abdeckung des gesamten Arbeits- bzw. Überwachungsbereichs führt zu einer Redundanz bei der Überwachung. Dabei bilden die mehreren, überlappenden Sichtbereiche der verschiedenen Kameras den Überwachungsbereich der optischen Überwachungseinrichtung.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Idee kann jeder Punkt im Arbeitsbereich des Werkzeugs und/oder im Überwachungsbereich der Überwachungseinrichtung von mindestens zwei Kameras aus verschiedenen Winkeln gesehen werden. Dies ermöglicht eine Überwachung aus mindestens zwei Richtungen, die besonders bei dreidimensionalen Arbeitsergebnissen des Werkzeugs Vorteile bietet, da eine Überwachung aus verschiedenen Blickwinkeln möglich wird. So können bspw. beide Seiten einer Schweißnaht auf gute Schweißqualität überprüft werden. Auch bei dem Auftrag eines Wulstes aus Klebstoff kann überprüft werden, ob dieser auf beiden Seiten gleichmäßig ist

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oder bspw. Luftblasen oder andere Fehlstellen enthält, welche die Qualität der Klebung beeinträchtigen können.

In einer einfach zu realisierenden Ausführung der optischen Überwachungseinrichtung kann diese einen Ausschnitt für das Werkzeug aufweisen. Das Werkzeug wird also durch die optische Überwachungseinrichtung durchgeführt, und die optische Überwachungseinrichtung kann im Bereich des Ausschnitts mittels entsprechender Feststelleinrichtungen an dem Werkzeug festgelegt werden. Dabei kann der Ausschnitt der Überwachungseinrichtung kreisförmig, eckig oder in sonstiger Weise an das Werkzeug angepasst sein. Ferner kann in dem Ausschnitt eine Klemmvorrichtung vorgesehen sein, die an verschiedene Werkzeuge anpassbar ist, bspw. durch unterschiedliche Bewegung verschiedener Klemmbacken oder den Austausch einzelner Klemmbacken. Besonders vorteilhaft ist eine mittige Anordnung des Ausschnitts in der Überwachungseinrichtung, weil so eine gleichmäßige Ausrichtung des Überwachungsbereichs um das Werkzeug herum ermöglicht wird. Es ist jedoch auch möglich, die Überwachungseinrichtung bspw. mit einer Klemme seitlich an dem Werkzeug zu befestigen. In diesem Fall muss die Überwachungseinrichtung keinen Ausschnitt aufweisen. In jedem Fall kann eine Befestigungsvorrichtung zum Befestigen der Überwachungseinrichtung an dem Werkzeug derart ausgebildet sein, dass diese beweglich festlegbar ist, d.h. dass die Überwachungseinrichtung in verschiedenen Positionen und Ausrichtungen an dem Werkzeug befestigt werden kann. Dadurch kann der Überwachungsbereich frei festgelegt werden.

Insbesondere bei einer mittigen Anordnung des Ausschnitts ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere Kameras auf einem mit dem Ausschnitt konzentrisch angeordneten-Kreis liegen. Auf diese Weise kann ein im Wesentlichen kreisförmiger Überwachungsbereich erreicht werden, der durch die Sichtbereiche der mehreren Kameras gebildet wird. Damit ist der Überwachungsbereich im Wesentlichen unabhängig von der Ausrichtung des Werkzeugs. Je nach Anwen-

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dung kann es sinnvoll sein, die mehreren Kameras auf dem Kreis äquidistant anzuordnen. Für bestimmte Anwendungen kann es jedoch auch sinnvoll sein, mehrere Kameras in bestimmten Kreisbereichen zu konzentrieren. In Weiterentwicklung dieser Idee können die Kameras in der Überwachungseinrichtung auch stufenlos oder in diskreten Abständen insbesondere auf dem Kreis oder an sonstigen vorgegebenen Positionen anordenbar sein.

Die optische Überwachungseinrichtung kann bspw. im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Werkzeugs angeordnet sein. Dies gilt insbesondere für Überwachungseinrichtungen mit einem Gehäuse geringer Höhe, in dem die Kameras derart montiert sind, dass ihre optische Achse im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Werkzeugs aber ausgerichtet ist. Je nach Anwendungsfall kann die optische Achse der Kamera zu der Längsachse des Werkzeugs auch in einem gewissen Winkel angeordnet sein. Bspw. ist es möglich, die Kamera so auszurichten, dass ihre optische Achse durch einen definierten Arbeitspunkt des Werkzeugs verläuft.

Eine hohe Flexibilität der optischen Überwachungseinrichtung lässt sich erreichen, wenn die einzelnen Kameras der Überwachungseinrichtung ausrichtbar, insbesondere neigbar, drehbar und/oder verschiebbar angeordnet sind. Dadurch können die Sensorköpfe bzw. Überwachungseinrichtungen einfach an verschiedene Werkzeuge angepasst und ausgetauscht werden. Außerdem lassen sich die Kameras durch Änderung der Objektive auf verschiedene Brennweiten einstellen, sodass der Abstand zwischen der optischen Überwachungseinrichtung und dem Arbeitspunkt des Werkzeugs variiert werden kann. Dabei können erfindungsgemäß elektrische Antriebe, bspw. Stellmotoren, vorgesehen sein, um die Kameras auszurichten. Diese elektrischen Antriebe können bspw. durch eine übergeordnete Steuerung angesprochen werden.

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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist die optische Überwachungseinrichtung auch eine Beleuchtungseinrichtung auf. Für eine qualitativ hochwertige Überwachung kann es notwendig sein, während der Überwachung gleichbleibende Lichtverhältnisse zu haben. Daher ist es sinnvoll, eine Beleuchtungseinrichtung, die aus einem oder mehreren Beleuchtungskörpern oder -Segmenten bestehen kann, um die Kameras herum anzuordnen. Auf diese Weise werden gleichzeitig die Beleuchtungseinrichtung mit der Bewegung des Werkzeugs nachgeführt und die Lichtverhältnisse im Arbeitsbereich des Werkzeugs konstant gehalten. Die Beleuchtungseinrichtung kann auch speziell für bestimmte Überwachungsaufgaben angepasst werden.

Dazu kann die Beleuchtungseinrichtung erfindungsgemäß eine Hellfeld- und/oder Dunkelfeldbeleuchtung, eine LED-Beleuchtung und/oder eine infrarote LED-Beleuchtung aufweisen. Ferner kommen eine LED-Dauerbeleuchtung, eine LED-Blitzbeleuchtung, eine strukturierte Beleuchtung, eine farbige Beleuchtung und/oder eine geregelte Beleuchtung in Betracht. Die Kameras können dann entsprechend an die Art der Beleuchtung angepasst sein und optische und/oder infrarote Strahlen aufnehmen.

Außerdem ist es möglich, die Beleuchtungseinrichtung als Blitzlicht und/oder Dauerlicht zu betreiben. Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, eine Dauerbeleuchtung, eine Blitzlichtbeleuchtung oder eine Kombination beider Beleuchtungsarten zu haben.

Ferner kann die Beleuchtungseinrichtung mehrere, voneinander getrennte oder miteinander überlappende Beleuchtungssegmente aufweisen, die separat schaltbar sind. Indem jedes Beleuchtungssegment einzeln ein- und ausgeschaltet werden kann, ist eine gezielte Änderung der Beleuchtung während der Inspektion möglich.

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Erfindungsgemäß weist die optische Überwachungseinrichtung ferner eine Auswerteeinrichtung zur Steuerung der Kameras, der Beleuchtungseinrichtung und/oder zur Auswertung der Kamerabilder auf. Bei dieser Auswerteeinrichtung kann es sich insbesondere um ein Computersystem handeln, das an die optisehe Überwachungseinrichtung angeschlossen ist, Kameradaten bzw. -signale empfängt, die Beleuchtung ein- und ausschaltet und die Kamerabilder auswertet.

Dabei ist die Auswerteeinrichtung vorzugsweise zur Inspektion und/oder Vermessung der durch das Werkzeug ausgeführten Arbeiten im mitfahrenden Betrieb eingerichtet. Dies kann insbesondere durch eine auf den speziellen Anwendungsfall abgestimmte Bilderkennungs-Software erreicht werden. Diese Software kann das Bild analysieren, geometrische Strukturen erkennen, Helligkeitsunterschiede auswerten, einen Vergleich mit Referenzbildern durchführen und/oder eine sonstige geeignete Auswertung der Kamerabilder vornehmen, um die durch das Werkzeug ausgeführten Arbeiten zu inspizieren.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Auswerteeinrichtung zur Durchführung von dreidimensionalen Messungen eingerichtet sein. Dazu werden aus den Bildern je zweier Kameras Stereopaare gebildet, die unter Berücksichtigung der Anordnung der Kameras ausgewertet werden. Ferner ist es besonders vorteilhaft, wenn die Bildaufnahme parallel an allen Kameras erfolgt und eine Echtzeitverarbeitung der Bilder durchgeführt wird, damit die Kameras zur Inspektion und Vermessung im mitfahrenden Betrieb benutzt werden können.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten

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Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination Teil der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Es zeigen:
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Überwachungseinrichtung im Querschnitt;

Fig. 2 die Überwachungseinrichtung gemäß Fig. 1 von unten;

Fig. 3 die Sichtbereiche der Kameras der Überwachungseinrichtung gemäß Fig. 1 und Fig. 2 und

Fig. 4 schematisch ein Blockschaltbild für die Anschlüsse der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung.

Die in Fig. 1 von der Seite dargestellte optische Überwachungseinrichtung 1 ist in einem Gehäuse 2 untergebracht, in dem eine erste Kamera 3, eine zweite Kamera 4 und eine in Fig. 2 zu erkennende dritte Kamera 5 angeordnet sind. Ferner ist in dem Gehäuse 2 der Überwachungseinrichtung 1 eine Beleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen, welche die Kameras 3, 4 und 5 umgibt. Die Unterseite 7 des Gehäuses 2 ist aus durchsichtigem, optisch hochwertigem Material gefertigt, damit die Kameras durch die Unterseite 7 hindurch Bilder aufnehmen können und von der Beleuchtungseinrichtung 6 ausgestrahltes Licht durch die Unterseite 7 durchtritt. Im Bereich der Objektive 8 der Kameras 3, 4 und 5 kann die Unterseite 7 des Gehäuses 2 auch unterbrochen sein, damit das Kamerabild nicht durch Reflektionen oder andere Störungen auf der Unterseite 7 des Gehäuses 2 beeinträchtigt wird. Je nach Anwendungsfall kann es auch vorteilhaft sein, zum Schutz der Objektive 8 der Kameras 3, 4 und 5 eine Abdeckung vorzusehen, die dann vorteilhaft durch die Unterseite 7 des Gehäuses 2 gebildet wird.

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Das Bild der Kameras 3, 4 und 5 erfasst ein Werkzeug 9, das an einem Werkzeughalter 10 befestigt ist und an einem nicht dargestellten Objekt bestimmte Arbeiten ausführt. Bei dem Werkzeug 9 kann es sich um ein Schweiß- oder Lötgerät, eine Düse zum Auftragen bestimmter Materialien, bspw. Kleber, Farbe, Lack oder dgl., auf einer Oberfläche eines Objektes, ein Sensorelement, bspw. zur Abtastung von Oberflächen, zur Messung der Temperatur oder anderer Eigenschaften des Objektes oder ganz allgemein um ein beliebiges Arbeitsgerät handeln, dessen Tätigkeit überwacht werden soll. Die.Betätigung des Werkzeugs 9 erfolgt über eine nicht dargestellte Steuerung über den Werkzeughalter 10, bei dem es sich insbesondere um einen Roboterarm handeln kann, an dem das Werkzeug 9 angebracht ist und zur Ausführung bestimmter Arbeiten an einem Objekt von einem Robotersystem bewegt wird.

Die optische Überwachungseinrichtung 1 weist mittig einen Ausschnitt 11 auf, durch den das Werkzeug 9 und der Werkzeughalter 10 durchführbar sind. Im Bereich des Werkzeughalters 10 ist die optische Überwachungseinrichtung 1 durch nicht dargestellte Befestigungsmittel, wie Klemmen, Schrauben oder dgl. geeignete Halteelemente, derart befestigt, dass der Sichtbereich der Kameras 3, 4 und 5 bei einer Bewegung des Werkzeugs 9 immer auf den Arbeitsbereich des Werkzeugs 9 ausgerichtet ist. Da die Überwachungseinrichtung 1 an dem Werkzeughalter 10 festgelegt ist, wird sie bei einer Bewegung des Werkzeughalters 10 und damit des Werkzeugs 9 automatisch mitgeführt. Die optische Überwachungseinrichtung 1 stellt somit einen mitfahrenden, optischen Sensorkopf dar, der nicht durch eine gesonderte Ansteuerung bei einer Bewegung des Werkzeugs 9 nachgeführt oder gedreht werden muss.

Fig. 2 zeigt die Überwachungseinrichtung 1 von unten, wobei der Übersichtlichkeit halber das Werkzeug 9 und der Werkzeughalter 10 nicht dargestellt sind. Zu erkennen sind der Ausschnitt 11 in dem Gehäuse 2 sowie die Objektive 8 der

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Kameras 3, 4 und 5. Um die Objektive 8 und den Ausschnitt 11 herum ist eine Beleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen, die bspw. aus verschiedenen Beleuchtungssegmenten aufgebaut sein kann. Dabei kann es sich um eine Hellfeld- und/oder Dunkelfeldbeleuchtung, um eine LED-Beleuchtung oder eine infrarote LED-Beleuchtung handeln. Die Kameras 3, 4 und 5 sind entsprechend der Beleuchtung angepasst.

Fig. 3 zeigt die Überwachungseinrichtung 1 ebenfalls in einer Ansicht von unten, wobei den jeweiligen Kameras 3, 4 und 5 zugeordnete Sichtbereiche 3', 4' und 5' dargestellt sind. Die Sichtbereiche 3', 4' und 5' geben den durch die jeweilige Kamera 3, 4 und 5 überwachten Bereich an. Im Arbeitsbereich 12 des Werkzeugs 9 überlappen die Sichtbereiche 3¹, 4' und 5' der Kameras 3, 4 und 5. Je nach Ausrichtung der Kameras 3, 4 und 5 kann der Überlappungsbereich der Sichtbereiche 3¹, 4' und 5' variiert werden, sodass der Arbeitsbereich 12 flexibel an die Größe des Werkzeugs 9 bzw. an die jeweilige Überwachungsaufgabe angepasst werden kann. Der Überwachungsbereich der optischen Überwachungseinrichtung kann an beliebigen Stellen eingerichtet werden. Typischerweise umfasst der Überwachungsbereich alle Bereiche, die von mindestens zwei Kameras 3, 4, 5 überwacht werden können, d.h. im Sichtbereich 3¹, 4', 5' zweier Kameras 3, 4, 5 liegen. Es kann jedoch auch ein Bereich überwacht werden, der nur von einer Kamera 3, 4, 5 gesehen wird. In diesem Fall fallen der Sichtbereich 3', 4", 5" einer Kamera 3, 4, 5 und der Überwachungsbereich zusammen. Der durch die Sichtbereiche 3', 4' und 5' insgesamt abgedeckte Bereich stellt den maximal möglichen Überwachungsbereich der Überwachungseinrichtung 1 dar. Dieser ist im vorliegenden Fall aufgrund der Anordnung der Kameras 3, 4 und 5 auf einem konzentrischen Kreis um den Ausschnitt 11 herum im Wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Durch eine beliebige Anordnung und/oder Ausrichtung der Kameras 3, 4 und 5 in dem Gehäuse 2 der optischen Überwachungseinrichtung 1 kann die Form des Überwachungsbereichs der Überwachungseinrichtung 1 jedoch beliebig angepasst werden.

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Fig. 4 zeigt schematisch die elektrischen Anschlüsse der optischen Überwachungseinrichtung 1 mit den Kameras 3, 4 und 5 und Beleuchtungssegmenten 13 der Beleuchtungseinrichtung 6. Die Kamerasignale werden durch einen Kameraanschluss 14 an der optischen Überwachungseinrichtung 1 über ein oder mehrere Anschlusskabel an eine als Computersystem ausgebildete Auswerteeinrichtung 16 angeschlossen. Die Auswerteeinrichtung 16 steuert über entsprechende Anschlusskabel und einen Beleuchtungsanschluss 15 auch die Beleuchtungssegmente 13. Das erzeugte Licht kann bspw. ein Dauerlicht oder auch ein mit Hilfe eines Blitztriggers erzeugtes Licht sein. Zur Stromversorgung ist ferner ein Netzteil 17 angeschlossen. Das Computersystem 16 wertet ferner die Kamerabilder aus und erzeugt dadurch ein Überwachungsergebnis.

Wenn jeder Punkt im Überwachungsbereich von mindestens zwei Kameras 3, 4 oder 4, 5 oder 3, 5 gesehen wird, können jeweils Stereopaare für eine dreidimensionalen Messung gebildet werden. Außerdem kann das Arbeitsergebnis aus verschiedenen Rich-tungen und unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen betrachtet werden. Um auch eine zügige Arbeitsgeschwindigkeit des Werkzeugs überwachen zu können, ist das Computersystem der Auswerteeinrichtung 16 so eingerichtet, dass die Signale der Kameras 3, 4 und 5 parallel verarbeitet werden können.

Mit der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung 1 wird also eine Möglichkeit zur Überwachung eines relativ zu einem Objekt bewegten Werkzeugs 9 geschaffen, wobei auf eine zusätzliche Steuerung für das Nachführen der optischen Überwachungseinrichtung verzichtet werden kann und für die Auswertung Bilder gleichbleibender Qualität zur Verfügung stehen, sodass auch das Überwachungsergebnis von gleichbleibender Qualität ist.

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Bezugszeichenliste:

1	Überwachungseinrichtung
2	Gehäuse
3	erste Kamera
3'	Sichtbereich
4	zweite Kamera
4¹	Sichtbereich
5	dritte Kamera
5¹	Sichtbereich
6	Beleuchtungseinrichtung
7	Unterseite
8	Objektive
9	Werkzeug
10	Werkzeughalter
11	Ausschnitt
12	Arbeitsbereich
13	Beleuchtungssegmente
14	Kameraanschluss
15	Beleuchtungsanschluss
16	Auswerteeinrichtung
17	Netzteil

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Claims

1. Optische Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Arbeitsbereichs (12) eines Werkzeugs (9) mit mindestens einer Kamera (3, 4, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (1) an dem Werkzeug (9) derart festlegbar ist, dass der Sichtbereich (3', 4', 5') der Kamera (3, 4, 5) bei einer Bewegung des Werkzeugs (9) und/oder eines zu bearbeitenden Objekts immer auf den Arbeitsbereich (12) und/oder einen festen Überwachungsbereich ausgerichtet ist.

2. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachsungseinrichtung (1) mindestens zwei, vorzugsweise drei, Kameras (3, 4, 5) aufweist, wobei die Sichtbereiche (3', 4', 5') von mindestens zwei Kameras (3, 4, 5) im Arbeitsbereich (12) und/oder Überwachungsbereich überlappen.

3. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Punkt im Arbeitsbereich (12) des Werkzeugs (9) und/oder im Überwachungsbereich der Überwachungseinrichtung (1) von mindestens zwei Kameras (3, 4, 5) aus verschiedenen Winkeln gesehen wird.

4. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Überwachungseinrichtung (1) einen vorzugsweise mittig ausgebildeten Ausschnitt (11) für das Werkzeug (9) aufweist.

5. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kameras (3, 4, 5) auf einem mit dem Ausschnitt (11) konzentrisch angeordneten Kreis liegen.

6. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Überwachungseinrichtung (1) im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Werkzeugs (9) angeordnet ist.

7. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras (3, 4, 5) ausrichtbar, insbesondere neigbar, drehbar und/oder verschiebbar, angeordnet sind.

8. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungseinrichtung (6).

9. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (6) eine Hellfeld- und/oder Dunkelfeldbeleuchtung, eine LED-Beleuchtung und/oder eine infrarote LED- Beleuchtung aufweist.

10. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (6) ein Blitzlicht und/oder ein Dauerlicht ist.

11. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (6) Beleuchtungssegmente (13) aufweist, die separat schaltbar sind.

12. Optische Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinrichtung (16), insbesondere ein Computersystem, zur Steuerung der Kameras (3, 4, 5), der Beleuchtungseinrichtung (6) und/oder zur Auswertung der Kamerabilder.

13. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (16) zur Inspektion und/oder Vermessung der durch das Werkzeug (9) ausgeführten Arbeiten im mitfahrenden Betrieb eingerichtet ist.

14. Optische Überwachungseinrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (16) zur Durchführung von dreidimensionalen Messungen eingerichtet ist.