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DE19758214A1 - Optical precision measuring device for measuring various parameters of workpieces during manufacture - Google Patents

Optical precision measuring device for measuring various parameters of workpieces during manufacture

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Publication number
DE19758214A1
DE19758214A1 DE1997158214 DE19758214A DE19758214A1 DE 19758214 A1 DE19758214 A1 DE 19758214A1 DE 1997158214 DE1997158214 DE 1997158214 DE 19758214 A DE19758214 A DE 19758214A DE 19758214 A1 DE19758214 A1 DE 19758214A1
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DE
Germany
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measuring device
precision measuring
optical
optical precision
diffraction pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1997158214
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German (de)
Inventor
Burkhard Dipl Ing Huhnke
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Individual
Original Assignee
Individual
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Abstract

The device evaluates the two-dimensional Fresnel diffraction pattern which occurs in a distance sensor due to laser illumination of objects. Evaluation is performed with respect to rising gradient, attenuation, spatial frequency and height.

Description

Optische Präzisionsmeßeinrichtung zur Bestimmung der Kantenposition, der Kantensteigung und der Rauhigkeitskenngrößen von unbewegten, sowie zur Bestimmung des Durchmessers, der Kreis- und Zylinderformabweichungen bei bewegten rotationssymmetrischen Werkstücken während des Fertigungsprozesses, indem das im Abstandssensor durch Laserbeleuchtung von Objektkanten entstehende zweidimensionale Fresnel'sche Beugungsbild nach Steigung, Dämpfung der Einhüllenden, der Ortsfrequenz und nach Höhenschichtlinien ausgewertet wird.Optical precision measuring device for determining the edge position, the Edge slope and the roughness parameters of unmoved, as well as for determining the Diameter, the circular and cylindrical shape deviations when moving rotationally symmetrical workpieces during the manufacturing process by the in Distance sensor created by laser lighting of object edges two-dimensional Fresnel diffraction pattern according to the slope, damping of the envelope, the spatial frequency and is evaluated according to contour lines.

Zur direkten automatischen Qualitätssicherung bei Zerspan- und Schleifprozessen ist es not­ wendig, den Meßort in den Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine zu legen und die Mes­ sungen während der Bearbeitung durchzuführen, um so eine Abweichungskompensation schnell und direkt im Prozeß zu ermöglichen. Bei solchen Prozessen sind der Momentan­ durchmesser und die Oberflächenstruktur die entscheidenden Regelparameter eines geometrisch adaptiven Regelsystems.It is necessary for direct automatic quality assurance in machining and grinding processes nimble to place the measuring point in the working area of the processing machine and the measuring solutions during processing in order to compensate for deviations enable quickly and directly in the process. With such processes are the moment diameter and the surface structure are the decisive control parameters geometrically adaptive control system.

Formabweichungen, die sich durch Maschinenschwingungen, Energieumsetzung beim Spanen (Temperaturgradienten im Material) oder in Abhängigkeit von der Krafteinleitung (Lager/Drehmeißel) als Kreis- und Zylinderformabweichung bemerkbar machen, sollen über die Messung des Momentandurchmessers und eines mittleren Durchmessers ermittelt werden können.Deviations in shape caused by machine vibrations, energy conversion during Machining (temperature gradients in the material) or depending on the application of force (Bearing / turning tool) as a circular and cylindrical shape deviation, should be about the measurement of the instantaneous diameter and an average diameter can be determined can.

Die Im-Prozeß-Messung gestaltete sich bisher wegen der extremen Umgebungsbedingungen als sehr schwierig und nicht mit der notwendigen Genauigkeit und Auflösung durchführbar. Außerdem konnten die erforderlichen hohen Meßfrequenzen nicht erreicht werden. Man beschränkte sich daher auf Post-Prozeß-Messung, bei der die Qualitätssicherung durch Ent­ nahme von Stichproben erfolgte. Nach intensiver Reinigung der Werkstücke wurden diese sinnerhalb eines auf Raumtemperatur geregelten Meßraumes meist taktil gemessen. Die gewonnenen Ergebnisse und Erkenntnisse konnten erst nach großer Verzögerung in den Fertigungsprozeß zurückgeführt werden.The in-process measurement has so far been due to the extreme environmental conditions as very difficult and not feasible with the necessary accuracy and resolution. In addition, the required high measuring frequencies could not be achieved. Man was therefore limited to post-process measurement, in which the quality assurance by Ent samples were taken. After intensive cleaning of the workpieces, they became usually measured tactile within a measuring room regulated to room temperature. The The results and findings obtained could only be delayed in the Manufacturing process can be traced.

Mit der in Anspruch 1 kurz beschriebenen Erfindung ist es möglich, durch berührungslose optische Messung während des Fertigungsprozesses bei hohen Oberflächengeschwindigkeiten sehr schnell durch Auswertung eines zweidimensionalen Beugungsbildes Meßwerte über die Gestalt und Oberflächeneigenschaften des Werkstückes mit hoher Auflösung und Präzision zu erhalten. Dabei werden gleichzeitig infolge der berührungslosen Messung Verschleiß von Tastköpfen, bzw. des bearbeiteten Materials und große zufällige Meßabweichungen durch den Schmierfilm auf der Meßoberfläche (Aquaplaning-Effekt) vermieden. Die Ausgangssignale des neuen berührungslosen optischen Sensors liegen aufgrund einer Verarbeitung mit einem Signalprozessor sehr schnell zur Analyse vor. Ein PC-basierter Prozeßrechner übernimmt zum einen die Nachführung des Sensors und zum anderen, nach Kontrolle auf etwaige Ausreißer, die Ausgabe der Meßdaten über eine geeignete Schnittstelle zur Fertigungsregelung. Ein Festplattenspeicher dient der Datenaufzeichnung und Dokumen­ tation und erlaubt die Ermittlung statistischer Daten, die für die Qualitätssicherung von Be­ deutung sind.With the invention briefly described in claim 1, it is possible by contactless optical measurement during the manufacturing process at high surface speeds very quickly by evaluating a two-dimensional diffraction pattern, measured values over the Shape and surface properties of the workpiece with high resolution and precision  to obtain. At the same time, wear due to the non-contact measurement Probes, or of the processed material and large random measurement errors Avoid the lubricating film on the measuring surface (aquaplaning effect). The Output signals of the new non-contact optical sensor are due to a Processing with a signal processor very quickly for analysis. A PC based Process computer takes over on the one hand the tracking of the sensor and on the other hand, after Check for any outliers, output of the measurement data via a suitable interface for production control. A hard disk memory is used for data recording and documents tion and allows the determination of statistical data necessary for the quality assurance of Be are interpretation.

Das Verfahren der berührungslosen Messung beruht auf der Auswertung des zweidimensio­ nalen Fresnel'schen Beugungsmusters, das beim Auftreffen eines monochromatischen, kohä­ renten und parallelen Laserstrahles 5 (Bild 1) auf eine Oberfläche entsteht. Das durch die Kombination aus einer CCD-Zeile 15 und einer CCD-Matrix aufgenommene Beugungsbild läßt dabei Rückschlüsse auf die Kantenstruktur zu.The method of non-contact measurement is based on the evaluation of the two-dimensional Fresnel diffraction pattern, which arises when a monochromatic, coherent and parallel laser beam 5 ( Figure 1) strikes a surface. The diffraction pattern recorded by the combination of a CCD line 15 and a CCD matrix allows conclusions to be drawn about the edge structure.

Durch diametrales Verschieben der gesamten Sensoranordnung, Antastteil 1a und Sende- und Empfangsteil 1b, erreicht man den Beginn des Meßbereiches, wenn der Laserstrahl die Meßoberfläche trifft. Das Meßbereichsende ist erreicht, wenn das Meßobjekt den Strahlengang des Lasers vollständig durchlaufen hat. Das Beugungsbild steht in einer festen Beziehung zur Position des Meßobjektes im Strahlengang.By diametrically shifting the entire sensor arrangement, probing part 1 a and transmitting and receiving part 1 b, the beginning of the measuring range is reached when the laser beam hits the measuring surface. The end of the measuring range is reached when the measurement object has completely passed through the beam path of the laser. The diffraction pattern has a fixed relationship to the position of the measurement object in the beam path.

Der Sendeteil in 1b besteht aus einem durch Kapselung und Temperaturregelung in der Wellenlänge stabilisierten Halbleiterlaser 2. Die elliptische Strahlverteilung wird mit Hilfe einer Linsen/Prismenanordnung korrigiert. Durch diese Anordnung kann der Strahldurchmesser des ausgekoppelten Lichtes und damit der Arbeitsbereich des Sensors eingestellt werden. Über einen Umlenkspiegel 3 wird der Laserstrahl in das Antastsystem 1a gelenkt. Das Licht tritt in den Arbeitsraum über ein Austrittsfenster im Brewsterwinkel zur vereinfachenden Linearpolarisierung des Lichtes ein. Diese Fenster ist zur Vermeidung von Reflexen beidseitig antireflexbeschichtet. Das Interferenzfilter 6, entsprechend der gewählten Laserwellenlänge, dient als Eintrittsfenster für das Beugungsbild in das Antastgehäuse. Über Umlenkspiegel 7 und eine Beobachtungsoptik 8, kombiniert mit einem Raumfilter 9 in Form einer sehr kleinen Lochblende (<50 µm) zur Vermeidung von Störeinflüssen durch Specklerauschen oder Spiegelverschmutzung, wird das Licht in den Sende- und Empfangsteil 1b gelenkt.The transmission part in FIG. 1 b consists of a semiconductor laser 2 stabilized in the wavelength by encapsulation and temperature control. The elliptical beam distribution is corrected with the help of a lens / prism arrangement. With this arrangement, the beam diameter of the outcoupled light and thus the working range of the sensor can be set. The laser beam is directed into the scanning system 1 a via a deflection mirror 3 . The light enters the work area through an exit window at Brewster angle to simplify the linear polarization of the light. This window has an anti-reflective coating on both sides to avoid reflections. The interference filter 6 , corresponding to the selected laser wavelength, serves as an entry window for the diffraction pattern in the probe housing. The light is directed into the transmitting and receiving part 1 b via deflecting mirrors 7 and observation optics 8 , combined with a spatial filter 9 in the form of a very small pinhole (<50 μm) to avoid interference from speckle noise or mirror contamination.

Durch Einsatz eines teildurchlässigen Spiegels 11 zur Strahlteilung wird das Beugungsbild auf zwei optische Empfänger (Kanäle) abgebildet. Der eine Kanal besteht aus einer Blenden-Linsen-Anordnung 12 zur Einstellung der Auflösung und der Bereichsanpassung in Abhängigkeit des gewählten Laserdurchmessers und der CCD-Matrix 13. Diese Linse kann auch als Zylinderlinse ausgeführt werden, um die Auflösung nur in einer Richtung zu beeinflussen. Im zweiten optischen Kanal dient Linse 14 der Einstellung der Auflösung und der Bereichsanpassung in Abhängigkeit des Laserdurchmessers und der CCD-Zeile 15. Die Auflösung wird außerdem durch die Eigenschaften der beiden optischen Empfänger bestimmt.The diffraction pattern is imaged on two optical receivers (channels) by using a partially transparent mirror 11 for beam splitting. One channel consists of a diaphragm-lens arrangement 12 for setting the resolution and the area adjustment depending on the selected laser diameter and the CCD matrix 13 . This lens can also be designed as a cylindrical lens in order to influence the resolution in only one direction. In the second optical channel, lens 14 is used to set the resolution and the range adjustment as a function of the laser diameter and the CCD line 15 . The resolution is also determined by the properties of the two optical receivers.

Die schnelle Analyse der CCD-Zeilendaten nach Durchmesser und Kreisformabweichung ergibt sich nach Substraktion des Gleichlichtes durch Auswerten der Steigung, der Dämpfung der Einhüllenden und der Beschreibung im Ortsfrequenzraum mit Hilfe eines dynamischen Fensters zur Datenreduktion. Durch Parametrierung des Beugungsbildes wird eine Kompensation der Oberflächenkrümmung möglich.The quick analysis of the CCD line data according to diameter and circular shape deviation results from subtraction of the constant light by evaluating the slope, the damping the envelope and the description in spatial frequency space with the help of a dynamic Data reduction window. By parameterizing the diffraction pattern, a Compensation of the surface curvature possible.

Die Analyse der 2D-Daten der CCD-Matrix ergeben nach Gleichlichtsubstraktion die Rauhigkeit und Kantensteigung des Werkstückes. Neben den Informationen der Steigung und der Dämpfung der Einhüllenden werden die Höhenlinien in einer Spektralanalyse ausgewertet. Durch Verknüpfung der Ergebnisse beider Kanäle wird der Durchmesser mit den Werten der Rauhigkeitsmessung ergänzt. Die Meßunsicherheit für den Durchmesser wird auf diese Weise unabhängig von der Rauhigkeit des Werkstückes. Während der Drehung des Werkstückes werden durch Synchronisation mit den Messungen mit Hilfe eines Inkrementalgebers beliebige Punkte des Objektes analysiert, wodurch der Zylindermantel im Beobachtungsfeld präzis und reproduzierbar vermessen werden kann.The analysis of the 2D data of the CCD matrix results in the subtraction of uniform light Roughness and edge slope of the workpiece. In addition to the information of the slope and The contour lines are used to attenuate the envelopes in a spectral analysis evaluated. By linking the results of both channels, the diameter is calculated with the values of the roughness measurement added. The measurement uncertainty for the diameter will in this way regardless of the roughness of the workpiece. During the rotation of the The workpiece is synchronized with the measurements using a Incremental encoder analyzes any points on the object, which means that the cylinder jacket in the Observation field can be measured precisely and reproducibly.

Um eine hohe Auflösung über einen sehr großen Meßbereich erzielen zu können, wurde ein Nachführverfahren mit einer Referenz in Form eines Glasmaßstabes oder eines Interferometers gewählt. Über diese Referenz wird der (ein optisch zweidimensional messender) Abstandssensor diametral zum Werkstück mit Hilfe eines Schrittmotors bewegt. Der Grundabstand wird dabei so elektronisch nachgeregelt, daß stets innerhalb des Meßbereiches des Abstandssensors gearbeitet wird.In order to be able to achieve a high resolution over a very large measuring range, a Tracking procedure with a reference in the form of a glass scale or a Interferometers selected. Using this reference, the (an optically two-dimensional measuring) distance sensor moved diametrically to the workpiece with the help of a stepper motor. The basic distance is so electronically adjusted that always within the Measuring range of the distance sensor is worked.

Um den Einfluß von Anordnung und Lage der Führungsbahnen auf die Meßabweichungen möglichst gering zu halten, werden Präzisionsführungen und -lager in Anlehnung an Koor­ dinatenmeßmaschinen gewählt.The influence of the arrangement and position of the guideways on the measurement deviations  Precision guides and bearings based on Koor are to be kept as low as possible dinatenmeßmaschinen selected.

Der konstruktive Aufbau wurde dahingehend optimiert, daß ein sehr schnelles, aber hochsteifes Antastsystem 1a entsteht, das sowohl zum Messen in engen Nuten, als auch zum Einsatz innerhalb eines engen Arbeitsraumes geeignet ist. Das Antastteil 1a läßt sich beliebig austauschen und so an verschiedene Durchmesser oder Arbeitsumgebungen anpassen.The design has been optimized in such a way that a very fast but highly rigid probe system 1 a is created, which is suitable for measuring in narrow grooves as well as for use within a narrow working space. The contact part 1 a can be exchanged as desired and thus adapted to different diameters or working environments.

Umgebungstemperaturschwankungen bleiben durch Kapselung des Meßsystems, bei gleichzeitiger Regelung der Gehäuseinnentemperatur ohne merklichen Einfluß auf das Ergebnis. Durch Freiblasen mit an die Aufgabe angepaßten Hochdruckdüsen 17 und durch Verwendung von Gummiabweisern mit Abstreifern 16 wird die Meßoberfläche nahezu span- und schmierfilmfrei gehalten. Durch präzise Messung der Temperatur, des Druckes und des Wasserdampfpartialdruckes der umgebenden Luft im Antastbereich des Sensors werden, wie von Interferometermessungen her bekannt, die Schwankungen der Brechzahl von Luft mit Hilfe der Edlen-Formel korrigiert. [Edlen, Bengt, The refractive of Air, Metrologia, Vol. 2, No. 2, 1966].Ambient temperature fluctuations remain due to encapsulation of the measuring system, with simultaneous regulation of the housing internal temperature without any noticeable influence on the result. By blowing free with high-pressure nozzles 17 adapted to the task and by using rubber deflectors with wipers 16 , the measuring surface is kept almost free of chip and lubricating film. As is known from interferometer measurements, the fluctuations in the refractive index of air are corrected using the noble formula by precise measurement of the temperature, the pressure and the water vapor partial pressure of the surrounding air in the contact area of the sensor. [Nobles, Bengt, The refractive of Air, Metrologia, Vol. 2, No. 2, 1966].

Die in Anspruch 1 kurz beschriebenen Erfindung eignet sich wegen der Berücksichtigung von Kompensationsverfahren, Integration analytischer Verfahren und trickreicher konstruktiver Maßnahmen zum Einsatz als Im-Prozeß-Meßeinrichtung. Mit dieser Erfindung ist es möglich, durch berührungslose optische Messung während des Fertigungsprozesses bei hohen Oberflächengeschwindigkeiten sehr schnell durch Auswertung eines zweidimensionalen Beugungsbildes Meßwerte über die Gestalt und Oberflächeneigenschaften des Werkstückes mit hoher Auflösung und Präzision zu erhalten. Die Erfindung nach Anspruch 1 eignet sich daher als Meßeinrichtung innerhalb eines geometrisch adaptiven Regelkreises.The invention briefly described in claim 1 is suitable because of the consideration of Compensation procedure, integration of analytical procedures and more tricky constructive Measures for use as an in-process measuring device. With this invention it is possible through contactless optical measurement during the manufacturing process at high Surface speeds very quickly by evaluating a two-dimensional Diffraction pattern Measured values about the shape and surface properties of the workpiece with high resolution and precision. The invention according to claim 1 is suitable therefore as a measuring device within a geometrically adaptive control loop.

Claims (41)

1. Optische Präzisionsmeßeinrichtung zur Bestimmung der Kantenposition, der Kantensteigung und der Rauhigkeitskenngrößen von unbewegten, sowie zur Bestimmung des Durchmessers, der Kreis- und Zylinderformabweichungen bei bewegten rotations­ symmetrischen Werkstücken während des Fertigungsprozesses, indem das im Abstands­ sensor durch Laserbeleuchtung von Objektkanten entstehende zweidimensionale Fresnel'sche Beugungsbild nach Steigung, Dämpfung der Einhüllenden, der Ortsfrequenz und nach Höhenlinien ausgewertet wird.1. Optical precision measuring device for determining the edge position, the Edge slope and the roughness parameters of unmoving, as well as for determination of the diameter, the circular and cylindrical shape deviations with moving rotations symmetrical workpieces during the manufacturing process by spacing them sensor created by laser illumination of object edges Fresnel diffraction pattern according to the slope, damping of the envelope, the spatial frequency and is evaluated according to contour lines. 2. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Abstandssensor über eine Referenzlänge verfahrbar ist.2. Optical precision measuring device according to claim 1, characterized in that the optical distance sensor can be moved over a reference length. 3. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzlänge über einen Glasmaßstab mit inkrementaler Teilung bestimmt wird. .3. Optical precision measuring device according to claim 1, characterized in that the Reference length is determined on a glass scale with incremental division. . 4. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzlänge mit einem Interferometer bestimmt wird.4. Optical precision measuring device according to claim 1, characterized in that the Reference length is determined with an interferometer. 5. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor von einer Präzisionsverfahreinrichtung geführt wird.5. Optical precision measuring device according to claim 1, characterized in that the Distance sensor is guided by a precision traversing device. 6. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundabstand des Abstandssensors mit Hilfe eines elektronischen Reglers so nachgeführt wird, daß stets innerhalb des Meßbereiches des Abstandssensors gearbeitet werden kann.6. Optical precision measuring device according to claim 1 to 5, characterized in that the basic distance of the distance sensor with the help of an electronic controller is tracked that always worked within the measuring range of the distance sensor can be. 7. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß systematische Fehler der Kantendetektion durch automatisches Kalibrieren der Referenz­ strecke ausgeschlossen sind.7. Optical precision measuring device according to claim 1 to 6, characterized in that Systematic errors in edge detection through automatic calibration of the reference range are excluded. 8. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor aus einem sehr schmalen, aber hochsteifen Antastkopf zur Messung in räumlich beengter Umgebung und einem Sende- und Empfangsteil mit der integrierten Elektronik besteht.8. Optical precision measuring device according to claim 1 to 7, characterized in that the distance sensor from a very narrow, but highly rigid probe head for measuring in confined space and a transmitting and receiving section with the integrated Electronics. 9. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandssensor aus zwei auf einer CNC-Maschine gefertigten Aluminiumblöcken besteht, die durch eine Verschraubung mit Paßstiften miteinander verbunden sind. 9. Optical precision measuring device according to claim 1 to 8, characterized in that the distance sensor made of two aluminum blocks made on a CNC machine exists, which are connected by a screw with dowel pins.   10. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß für das Gehäuse und die darin verschraubten Halterungen der optischen Elemente nur eine einzige Aluminiumlegierung verwendet wird, um durch Temperaturänderungen entstehende mechanische Spannungen auszuschließen.10. Optical precision measuring device according to claim 1 to 9, characterized in that only one for the housing and the mounts of the optical elements screwed into it only aluminum alloy used to by temperature changes to exclude the resulting mechanical stress. 11. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 9 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile nach der Fräsbearbeitung spannungsarm getempert sind.11. Optical precision measuring device according to claim 9 to 10, characterized in that the components are stress-relieved after milling. 12. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sende- und Empfangsteil in einem gekapselten, temperaturstabilisierten Gehäuse integriert ist.12. Optical precision measuring device according to claim 1 to 8, characterized in that the transmitting and receiving part in an encapsulated, temperature-stabilized housing is integrated. 13. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Sende- Empfangsteil ein Halbleiterlaser mit Optik zu Korrektur der elliptischen Strahlverteilung befindet, dessen Strahl über Spiegel in das Antastsystem eingekoppelt wird.13. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that a semiconductor laser with optics to correct the elliptical in the transceiver part Beam distribution is located, whose beam is coupled into the probe system via mirrors becomes. 14. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich die im Sende- Empfangsteil befindliche Optik zur Durchmessereinstellung des Laserstrahls eignet und darüber der Arbeitsbereich des Abstandssensors bestimmt wird.14. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the optics in the transceiver section for setting the diameter of the Suitable laser beam and the working range of the distance sensor is determined. 15. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Halbleiterlaser zur Wellenlängenstabilisierung in einer gekapselten, tempera­ turgeregelten Halterung befindet.15. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the semiconductor laser for wavelength stabilization in an encapsulated, tempera door-controlled bracket is located. 16. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserhalterung zur Justage in fünf Freiheitsgraden verstellbar ist.16. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the laser holder is adjustable for adjustment in five degrees of freedom. 17. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der optischen Kanäle durch den Einsatz eines teildurchlässigen Spiegels erfolgt.17. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the separation of the optical channels through the use of a partially transparent mirror he follows. 18. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die getrennten optischen Kanäle mit einer Kombination aus CCD-Zeile und CCD-Matrix ausgewertet werden.18. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the separate optical channels with a combination of a CCD line and a CCD matrix be evaluated. 19. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Kanal mit der CCD-Zeile zur sehr schnellen punktuellen Detektion der mo­ mentanen Kantenposition, zur Ermittlung des Durchmessers und der Kreisform­ abweichung dient. 19. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the optical channel with the CCD line for very fast, selective detection of the mo mental edge position, to determine the diameter and the circular shape deviation serves.   20. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Zeile durch Differenzbildung vom Gleichlichtanteil befreit wird.20. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD line by forming the difference from Constant light portion is exempted. 21. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Zeile mit der Steigung, der Dämpfung der Einhüllenden, und der Ortsfrequenz beschrieben wird, und in Verbindung mit einem Modell zur Berücksichtigung der Oberflächenkrümmung der präzisen Detektion der Werkstückkante dient.21. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD line with the slope, the Attenuation of the envelope, and the spatial frequency is described, and in connection with a model to take into account the surface curvature of the precise detection the workpiece edge serves. 22. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Zeile nach einer Fouriertransformation auch im Ortsfrequenzraum beschrieben wird.22. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD line after one Fourier transformation is also described in spatial frequency space. 23. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Zeile sehr schnell mit einem dynamischen Fenster (mathematisch) über wenige Beugungsordnungen ausgewertet wird.23. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD line very quickly with one dynamic window (mathematically) is evaluated over a few diffraction orders. 24. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Kanal mit der CCD-Matrix zur 2D-Auswertung der Kantenstruktur: Steigung, Rauhigkeit und Zylinderformabweichung verwendet wird.24. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the optical channel with the CCD matrix for 2D evaluation of the edge structure: slope, Roughness and cylinder shape deviation is used. 25. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Matrix durch Differenzbildung vom Gleichlichtanteil befreit wird.25. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD matrix by difference from Constant light portion is exempted. 26. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Matrix über die Höhenlinien, die Steigung und die Dämpfung der Einhüllenden ausgewertet wird.26. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the diffraction pattern of the optical channel with the CCD matrix over the contour lines that Slope and the damping of the envelope is evaluated. 27. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die ermittelten Höhenlinien im Beugungsbild des optischen Kanals mit der CCD-Matrix im Frequenzraum ausgewertet werden.27. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the contour lines determined in the diffraction pattern of the optical channel with the CCD matrix be evaluated in the frequency domain. 28. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verknüpfung der Ergebnisse beider Kanäle der Durchmesser mit den Werten der Rauhigkeitsmessung ergänzt und so die Meßunsicherheit für den Durchmesser von der Rauhigkeit des Werkstückes unabhängig wird. 28. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that by linking the results of both channels of the diameter with the values of the Roughness measurement supplemented and so the measurement uncertainty for the diameter of the Roughness of the workpiece becomes independent.   29. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehung des Objektes durch Synchronisation der Messungen mit Hilfe eines Inkrementalgebers beliebige Punkte des Objektes analysiert und der Zylindermantel im Beobachtungsfeld reproduzierbar vermessen wird.29. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that when rotating the object by synchronizing the measurements with the help of a Incremental encoder analyzed any points of the object and the cylinder jacket in the Observation field is measured reproducibly. 30. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflösung der Messung von der Wahl der optischen Abbildung und der Wahl der optischen Empfänger abhängig ist.30. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the resolution of the measurement from the choice of the optical image and the choice of the optical receiver is dependent. 31. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die CCD-Zeilenhalterung zur Justage in fünf Freiheitsgraden verstellbar ist.31. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the CCD line holder is adjustable for adjustment in five degrees of freedom. 32. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die CCD-Matrixhalterung zur Justage in fünf Freiheitsgraden verstellbar ist.32. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the CCD matrix holder is adjustable for adjustment in five degrees of freedom. 33. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antastsystem je nach Durchmesserbereich ausgewechselt werden kann.33. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the probe system can be replaced depending on the diameter range. 34. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Antastsystem den Laserstrahl zum Werkstück und das Beugungsbild zurück über Um­ lenkspiegel in das Empfangsgehäuse führt.34. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the scanning system returns the laser beam to the workpiece and the diffraction pattern via Um steering mirror leads into the receiver housing. 35. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearpolarisierung des Laserlichtes durch die Ausrichtung des Austrittsfensters im Brewsterwinkel erfolgt.35. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that the linear polarization of the laser light through the alignment of the exit window in the Brewsterwinkel takes place. 36. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die beidseitige Antireflexbeschichtung des Brewsterfensters Reflexionen in beide Richtungen nahezu unterdrückt werden.36. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that due to the double-sided anti-reflective coating of the Brewster window reflections in both Directions are almost suppressed. 37. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung eines Interferenzfilters als Eintrittsfenster nur die relevante Wellenlänge des ausgesandten Laserlichtes ausgewertet wird.37. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that by using an interference filter as the entry window, only the relevant one Wavelength of the emitted laser light is evaluated. 38. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Integration eines Raumfilters entsprechend der Funktion eines optischen Tiefpaßfilters im Antastkopf der Einfluß von Specklerauschen der Spiegel-, der Fenster- und der Objektoberfläche unterdrückt werden.38. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that by integrating a spatial filter according to the function of an optical one Low pass filter in the probe head the influence of speckle noise of the mirror, the window and the object surface are suppressed. 39. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung von zwei Druckluftdüsen am Antastsystem die Werkstückoberfläche staub- und schmierfilmfrei gehalten wird.39. Optical precision measuring device according to claim l to 12, characterized in that by using two compressed air nozzles on the probe system  Workpiece surface is kept free of dust and lubricating film. 40. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verwendung von zwei seitlich angeordneten, elastischen Gummiabweisern das Eindringen von Spänen, Staub und Kühlwasser verhindert wird.40. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that through the use of two elastic rubber deflectors on the side Penetration of chips, dust and cooling water is prevented. 41. Optische Präzisionsmeßeinrichtung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch Messung der Temperatur, des Drucks und des Wasserdampfpartialdrucks der Luft im Antastbereich des Sensors die Brechzahländerung mit der Edlenformel kompensieren läßt.41. Optical precision measuring device according to claim 1 to 12, characterized in that by measuring the temperature, pressure and water vapor partial pressure of the Air in the sensing area of the sensor changes the refractive index with the noble formula can compensate.
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