孔检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于对工件中的孔的内表面进行检测的孔检测装置。
【背景技术】
[0002] 此类孔检测装置（也被称作内部检测传感器）被用来对孔的内表面进行检测，例 如在曲轴箱的缸孔探伤中，其用于使孔的径向内表面成像并且检查运些图像是否满足在表 面特征方面的预定要求。
[0003] 例如，相应装置已由 W0 2009/003692、DE 4416493A1、DE 4320845C1 W 及 DE 3232904C2 公开。
[0004] DE 10 2009 019 459 B4公开了一种相关类型的用于对工件中的孔的内表面进行 检测的检测装置，该检测装置具有限定轴向方向的测量头，在该测量头上设有具有全景视 角的光学装置，该光学装置与数字图像传感器和附属的分析装置采用数据传输连接。由该 文献公开的检测装置还具有照明装置，其用于照亮由光学装置捕捉成像的内表面区域。由 该文献公开的检测装置W快速且精确的方式实现了对空腔（例如孔的内表面）的检查。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种孔检测装置，从而改善工件的空腔表面的缺陷检测。
[0006] 该目的通过W下方案实现：一种孔检测装置，其用于对工件中的孔的内表面进行 检测，该孔监测装置具有限定轴向方向的测量头，在该测量头上设有具有全景视角的光学 装置，该光学装置与数字图像传感器和附属的分析装置采用图像传送连接，其中，设有用于 从数字图像传感器的输出信号中确定表面深度信息的装置。
[0007] 本发明提供用于从数字图像传感器的输出信号中确定表面深度信息的装置。W运 种方式，本发明的检测装置不仅可W使空腔的内表面成像并且通过对产生的亮度图进行分 析W检测空腔的内表面，而且还可W确定该空腔的形貌。在检测时，通过对数字图像传感器 拍摄的图像（照相机图像）进行分析，如果在内表面上发现异常，那么可W通过分析用于确 定表面深度信息的装置的输出信号W确定探测到的异常是否是表面中的凹陷（例如是制 造缺陷），或者进而确定是否是由可W简单去除的污物引起的凸起。
[0008] 与采用只提供内表面的照片（亮度图像）而不提供表面深度信息的检查装置相 比，本发明的孔检测装置W运种方式获得的检查结果由于附加含有表面深度信息，因而明 显更有说明力。其结果是由此改善表面缺陷探测。根据相应要求用于从数字图像传感器的 输出信号中确定表面深度信息的装置可W按照任何适当方式进行设计。运样，例如已知的 "明暗恢复形状（shape化om shading)"方法可W根据阴影图像确定待检测表面的形貌并 且因此获得表面深度信息。但是也可W使用任何其他无接触工作的测量方法，尤其是适合 于测量长度W及距离的光学测量方法（例如共焦显微镜）。
[0009] 就运点而言，本发明提供了一种有利的用于确定表面深度信息的白光干设仪装 置，该白光干设仪的白光被禪合或者能够被禪合到光学装置的光路中W射到待检测的内表 面上。其结构和工作原理本身对于本领域普通技术人员而言是公知的，在本发明的背景下 可W采用相应的白光干设仪W高精度地确定表面的深度信息。其结构相对简单、坚固并且 具有高的测量精度。在本发明的背景下，白光干设仪的作用方式在于，光源的白光被禪合到 光路中并且借助于分光器被分成参考光束和测量光束，其中，参考光束被参考镜反射，而测 量光束被测量物体的表面反射和散射。返回的光束被分光器转递到数字图像传感器并且根 据内表面的形貌对应于数字图像传感器的每个像素形成干设信号。如果白光干设仪的参考 臂或者测量臂的长度随着定位单元发生改变，那么数字图像传感器扫描每个像素的白光干 设图样的干设信号。如果射到一个像素上的光的光程长度对于参考光束和测量光束而言完 全相等，那么该像素的干设信号具有最大调制度。因此，如果干设图样的调制度最大，那么 在图像传感器的像素上显示待检测内表面上的点的Z值，对应于用于定位装置的参考镜的 Z值。那么，可W通过W下方式来确定表面深度信息进而检测表面的形貌：由定位装置确定 每个单个像素的Z值，其中，该像素的输出信号的调制度最大。因此，该实施方式W相对简 单的方式实现表面深度信息的确认。
[0010] 为了使前述实施方式简单且成本低廉，本发明进一步提供了一种有利的改进方 案，白光干设仪的参考镜配置有定位装置，该定位装置能够通过控制装置进行控制，该控制 装置与分析装置采用数据传输连接，使得分析装置能够使数字图像传感器的相应输出信号 与参考镜的不同位置对应。也就是说，一个像素的干设信号的调制度可W通过W下方式改 变：借助于定位装置定位参考镜。因此，通过使用具有高定位精度的定位装置可W实现高的 测量精度。
[0011] 另外，白光干设仪的结构和工作方式对于本领域普通技术人员而言是公知的，因 此在此不再寶述。
[0012] 本发明使用具有全景视角的光学装置（光学成像系统），空腔的内表面沿着环绕 的外形轮廓被成像到数字图像传感器上。为了检查空腔轴向的不同区域，本发明提供了一 种有利的改进方案，测量头配置有用于实现测量头沿轴向方向逐步或者连续进给的进给装 置。
[0013] 本发明提供了另一种改进的方案，至少是测量头，优选是包括照明装置的测量头 被设计成插入到待测缸孔的内窥镜W用于照亮内表面。
[0014] 本发明所述的孔是指工件中的任何旋转对称或者基本上呈旋转对称的凹部，无论 该凹部W何种方式被加工至工件中，例如通过钻削或者借助于其它切削加工方法或者通过 模制或者类似方法。本发明所述的基本上呈旋转对称的凹部是指凹部的基本形状是旋转对 称的，但是该基本形状可W包含例如凹槽或者类似结构。本发明中，旋转对称的凹槽是指规 则的（na山巧emiiik)凹部，其基本形状有别于不规则的旋转对称结构。
【附图说明】
[0015] 下面结合附图对本发明进行详细说明，在附图中极度简略地示出了根据本发明的 一种实施例的孔检测装置。在运里描述的、在附图中示出的W及在权利要求中要求的所有 特征单独地W及W任何适当的组合构成本发明的内容，运不依赖于它们在权利要求及其引 用关系中的概括。
[0016] 图1是根据本发明的一个实施例的孔检测装置的示意图。
【具体实施方式】
[0017] 在唯一的附图中用侧视图极度简略地示出了根据本发明的一种实施例的用于对 工件8中的孔6的内表面4进行检测的孔检测装置2,该孔检测装置具有限定轴向方向的 测量头10。在附图中相应的轴线用点划线12表示并且与具有360度全景视角的光学装置 14 (光学成像系统）的光轴重合，该光