DE102006016785A1

DE102006016785A1 - Test part manipulator for X-ray testing facility, has drive unit connected with adjustment unit, manipulation unit and computer, on which program for automatic image analysis runs, where control unit is provided for controlling drive unit

Info

Publication number: DE102006016785A1
Application number: DE200610016785
Authority: DE
Inventors: Gunther Conrath
Original assignee: Yxlon International X Ray GmbH
Current assignee: Yxlon International X Ray GmbH
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-31

Abstract

The manipulator has a manipulation unit arranged below an adjustment unit (3), where the manipulation unit has a rotary table (6), whose axis of rotation is aligned perpendicular to a workpiece support (2). A drive unit (7) is connected with the adjustment unit, the manipulation unit and a computer (14), on which a program for an automatic image analysis runs. The computer is connected with an imaging system (11) and a control unit (15) that is provided for controlling the drive unit. An independent claim is also included for a method for the automatic positioning of a test part.

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem Prüfteilmanipulator zur Verwendung in einer Röntgenprüfanlage sowie mit einem Verfahren zur automatischen Positionierung von Prüfteilen bei der Serienprüfung in einer Röntgenprüfanlage.The This invention relates to a test piece manipulator for use in an X-ray inspection system and a method for automatic positioning of test pieces in the series test in an X-ray inspection system.

Es sind zerstörungsfreie Untersuchungsverfahren mittels Röntgenstrahlen bekannt, die beispielsweise bei der Serienprüfung von Metallteilen auf Gussfehler oder andere Fehler angewandt werden. Dafür werden unter verschiedenen Blickrichtungen Röntgendurchleuchtungsaufnahmen eines Prüfteils vorgenommen. Sind die Positionen des Prüfteils bei der Aufnahme unter den verschiedenen Blickrichtungen innerhalb der Aufnahmegeometrie fest vorgegeben, kann eine automatische Überprüfung auf Fehler des Prüfteils vorgenommen werden. Hierfür werden die unter den jeweiligen Blickrichtungen aufgenommenen Röntgendurchleuchtungsbilder mit Röntgendurchleuchtungsbildern eines gleichen fehlerfreien Referenzteils mittels eines spezifischen Algorithmus verglichen. Bei einer Serienprüfung von gleichen Prüfteilen muss allerdings gewährleistet sein, dass die Prüfteile innerhalb der Geometrie der Röntgenanlage bei jeder Aufnahme immer an derselben Stelle mit derselben Ausrichtung wie das Referenzteil positioniert sind. Dieses korrekte Positionieren ist erforderlich, um bei programmierten Prüfabläufen in den einzelnen Prüfschritten immer wieder die gleichen Röntgendurchstrahlungsbilder aus der gleichen Perspektive zu bekommen. Eine solche immer gleiche korrekte Positionierung wird bisher dadurch erreicht, dass für jeden Prüfteiltyp eine formschlüssige Halterung verwendet wird. Dies hat den Nachteil, dass für jeden Prüfteiltyp eine entsprechende teuere formschlüssige Halterung gefertigt werden muss und das Einbringen jedes einzelnen Prüfteils aufwendig ist, da genau die Position gefunden werden muss, in der das Prüfteil exakt in die formschlüssige Halterung passt. Bei ei ner visuellen Prüfung durch eine Aufsichtsperson ist dies zwar nicht zwingend erforderlich, da die Aufsichtsperson geschult ist und eventuell vorhandene Fehler erkennt, jedoch ist es auch hier von Vorteil.It are non-destructive Examination method using X-rays known, for example, in the series testing of metal parts for casting defects or other errors are applied. For that will be under different View directions X-ray radiographs a test part performed. Are the positions of the test part under recording under the different directions of view within the recording geometry fixed, an automatic check for errors of the test part can be made become. For this will be the X-ray fluoroscopic images taken under the respective viewing directions with fluoroscopic images a same error-free reference part by means of a specific Algorithm compared. In a series test of the same test parts must be guaranteed, however that the test parts within the geometry of the x-ray system always in the same place with the same orientation every time you shoot how the reference part is positioned. This correct positioning is required for programmed test sequences in the individual test steps again and again the same X-ray images to get from the same perspective. Such always the same Correct positioning is achieved by the fact that for everyone Prüfteiltyp a form-fitting Holder is used. This has the disadvantage that for everyone Prüfteiltyp a corresponding expensive form-fitting holder must be made and the introduction of each individual test piece is expensive, because exactly the position must be found, in which the test piece exactly in the positive holder fits. In a visual inspection by although a supervisor is not absolutely necessary, because the supervisor is trained and any errors recognizes, however, it is also advantageous here.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit denen eine automatische Prüfteilpositionierung in einer Röntgenprüfanlage für zerstörungsfreie Untersuchungsverfahren ohne eine solche formschlüssige Halterung möglich ist.task The invention is therefore an apparatus and a method to disposal with which an automatic test piece positioning in one X-ray inspection for non-destructive testing methods without such a form-fitting Bracket possible is.

Diese Aufgabe wird durch einen Prüfteilmanipulator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Justiereinheit direkt unterhalb der Werkstückauflage angeordnet ist, kann das auf der Werkstückauflage positionierte Prüfteil so verfahren werden, dass es an derselben Stelle liegt wie ein vorher aufgelegtes Referenzteil und die Drehachse des Drehtischs der Manipulationseinheit sich in derselben Position befindet, die sie auch bei der Aufnahme des Prüfteils des Referenzbildes hatte. Ein automatisches Überführen des beliebig aufgelegten Prüfteils – das lediglich auf derselben Seite liegen muss wie das Refernzteil – in die identische Position, die das Referenzteil vorher eingenommen hatte, erfolgt mit Hilfe des bildgebenen Systems. Das damit aufgenommene Bild des Prüfteils wird mit einem vorher aufgenommenen Bild des Referenzteils verglichen und die Änderungen der translatorischen Koordinaten sowie der Rotation für eine exakte Überführung berechnet. Die ermittelten Ergebnisse werden über die Steuereinheit an die Antriebseinheit weitergegeben, die die Manipulationseinheit und die Justiereinheit dann dementsprechend bewegt. Es gibt auch Vorrichtungen, wo die Einstellung eines oder zweier Freiheitsgrade – insbesondere die Höhe und die Ausrichtung des Prüfteils um die horizontale Achse – durch eine Mechanik erfolgt, die mit der Röntgenanordnung verbunden ist; beispielsweise ist die Röntgenanordnung an einem U-Bogen angeordnet. Nachdem das Prüfteil in diese Position gebracht wurde, kann der gesamte programmierte Prüfungsablauf einer automatischen Prüfung durch einfaches Durchführen des Röntgenprüfprogramms, wie beim Referenzteil durchgeführt, mittels derselben Koordinatenänderung durchgeführt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Prüfteilmanipulator ist somit keine Verwendung einer formschlüssigen Halterung mehr nötig.These Task is performed by a Prüfteilmanipulator solved with the features of claim 1. Because of the adjustment unit directly below the workpiece support is arranged, the positioned on the workpiece support test piece so proceed be that it is in the same place as a previous one Reference part and the rotation axis of the turntable of the manipulation unit is in the same position as when shooting of the test part of the reference picture. An automatic transfer of the arbitrarily launched Test part - that only must be on the same page as the Refernzteil - in the identical position that the reference part had previously occupied takes place with the aid of the image system. The recorded with it Picture of the test part is compared with a previously acquired image of the reference part and the changes calculated the translational coordinates and the rotation for an exact transfer. The results obtained are transmitted via the control unit to the Propulsion unit passed on the manipulation unit and the adjusting unit then moves accordingly. There are also devices where the setting of one or two degrees of freedom - especially the height and the orientation of the test piece around the horizontal axis - through a mechanism is performed which is connected to the X-ray arrangement; For example, the X-ray arrangement arranged on a U-bow. After placing the test piece in this position was, the entire programmed test procedure of an automatic exam by simply performing the X-ray inspection program, as performed in the reference section, by the same coordinate change carried out become. With the test part manipulator according to the invention Thus, no use of a positive support more necessary.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Justiereinheit als ein paar übereinander angeordneter Schlitten ausgebildet ist, die als Kreuzschlitten senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Ein solcher Kreuzschlitten kann sehr einfach in die Röntgenprüfanlage eingebaut werden. Darüber hinaus ist er auch sehr einfach ansteuerbar und es kann eine sehr exakte Positionierung erfolgen. Allerdings ist es für den Fachmann klar, dass jede andere Ausgestaltung einer Verschiebungseinheit, die eine Einstellung der X- und der Y-Koordinate der Werkstückauflage ermöglicht, genauso in einem erfindungsgemäßen Prüfteilmanipulator eingesetzt werden kann.A advantageous development of the invention provides that the adjusting unit as a couple on top of each other arranged carriage is formed, which is perpendicular as a cross slide aligned with each other. Such a cross slide can be very Simply in the X-ray inspection system to be built in. Furthermore he is also very easy to control and it can be a very exact Positioning done. However, it is clear to the skilled person that each one another embodiment of a displacement unit, the one setting the X and Y coordinates the workpiece support allows likewise in a test part manipulator according to the invention can be used.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass jeder Schlitten und die Manipulationseinheit jeweils eigene Stellmotoren für ihre Bewegung aufweisen. Dadurch wird eine sehr einfache Steuerung jedes einzelnen Schlittens bzw. des Drehtischs erreicht, ohne dass dies durch einen zentralen Stellmotor erfolgen muss, der beispielsweise über drei Getriebe die jeweils benötigten Änderungen der Koordinaten durchführt.A Further advantageous development of the invention provides that each slide and the manipulation unit each have their own servo motors for her movement exhibit. This will be a very simple control of each one Slides or the turntable achieved without this by a central servomotor must be made, for example, over three Gearbox the changes needed each Coordinates.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das bildgebende System eine Videokamera mit Beleuchtung ist. Dies ist sehr preiswert einzurichten; teilweise ist in Röntgenprüfanlagen bereits schon eine Videokamera vorhanden, so dass diese genutzt werden kann. Darüber hinaus ist die Technologie der Videokameras dermaßen ausgereift, dass eine sehr zuverlässige Durchführung eines Bildvergleichs mit Bestimmung der Transformationskoordinaten zur Überführung eines Bildes in ein anderes gewährleistet ist.A further advantageous development of the invention provides that the imaging system a video camera with lighting is. This is very inexpensive to set up; In some cases, a video camera already exists in X-ray inspection systems, so that it can be used. In addition, the technology of video cameras is so sophisticated that a very reliable performance of an image comparison with determination of the transformation coordinates for transferring one image into another is ensured.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Videokamera senkrecht auf die Werkstückauflage ausgerichtet ist und in der Verlängerung der Drehachse des Drehtischs angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass vom Referenzteil ein unverzerrtes Bild aufgenommen wird, was zu einer Vereinfachung des Bildvergleichs mit dem Bild des Prüfteils führt.A Further advantageous development of the invention provides that the video camera is aligned perpendicular to the workpiece support and in the extension the axis of rotation of the turntable is arranged. This will achieve that the reference part takes an undistorted picture of what leads to a simplification of the image comparison with the image of the test part.

Die Aufgabe wird darüber hinaus durch ein Verfahren zur automatischen Positionierung von Prüfteilen bei der Serienprüfung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Für sämtliche Verfahren gilt allerdings, dass das Prüfteil mit derselben Seite auf die Werkstückauflage auf gelegt wird wie vorher das Referenzteil, da ansonsten kein Bildvergleich möglich ist. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren (bei einem Prüfteil, das gleich zum Referenzteil ist) kann eine automatische Positionierung des Prüfteils durchgeführt werden. Hierzu wird zuerst das Vergleichsbild des Prüfteils aufgenommen und im Rechner gespeichert. Danach wird eine aus dem Stand der Technik bekannte Methode angewandt, um mittels eines dafür geeigneten – dem Fachmann bekannten – Algorithmus die Transformationskoordinaten zur Überführung des Vergleichsbilds des Prüfteils auf das Referenzbild zu errechnen. Mit den erhaltenen Koordinatenänderungen kann das Prüfteil in die identische Position gebracht werden, die vorher das Referenzteil eingenommen hat. Hierbei wird lediglich die Justiereinheit bewegt und die Drehachse des Drehtischs (wenn man von einer Bewegung der Manipulationseinheit in Richtung der Drehachse absieht, um dieselbe Höhe der Werkstückauflage zu erreichen).The Task is about it in addition, by a method for automatic positioning of test pieces in the series test solved with the features of claim 6. For all procedures, however, that the test part is placed on the workpiece support with the same side as before the reference part, since otherwise no image comparison is possible. With the method according to the invention (at a test part, which is equal to the reference part) can be an automatic positioning of the test part carried out become. For this purpose, the comparison image of the test part is first recorded and stored in the computer. Thereafter, one of the prior art known method applied to using a suitable - known in the art - algorithm the transformation coordinates for the transfer of the comparison image of the test part to calculate on the reference picture. With the obtained coordinate changes can the test part in the identical position to be brought before the reference part has taken. In this case, only the adjusting unit is moved and the axis of rotation of the turntable (assuming a movement of the manipulation unit in the direction of the axis of rotation to the same height of the workpiece support to reach).

Erfindungsgemäß ist es danach möglich, ein Prüfteil beliebig auf der Werkstückauflage zu positionieren. Der große Vorteil liegt darin, dass die Justiereinheit nicht mehr verändert werden muss, wenn danach ein (automatisches) Prüfprogramm durchgeführt wird, da vorher die gesamte Manipulationseinheit in exakt dieselbe Position gebracht wurde, die sie auch bei dem Referenzteil einnahm.It is according to the invention after that possible a test part optionally on the workpiece support to position. The great The advantage is that the adjustment unit is no longer changed if, after that, an (automatic) inspection program is carried out, since before the entire manipulation unit in exactly the same position which she also took in the reference section.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Der Unterschied zum erfindungsgemäßen Verfahren, das im vorangehenden Absatz beschrieben wurde, liegt grundsätzlich darin, dass ein anderer Prüfteilmanipulator verwendet wird. Anders als im vorgenannten erfindungsgemäßen Verfahren wird hier kein neuer, erfindungsgemäßer Prüfteilmanipulator – der oben ausführlich beschrieben wurde – verwendet, sondern ein herkömmlicher Prüfteilmanipulator mit einer aus dem Stand der Technik bekannten Manipulationseinheit. Solche Manipulationseinheiten sind dem Fachmann geläufig, so dass im Folgenden nur kurz auf die für die Erfindung wesentlichen Teile eingegangen wird. Die Manipulationseinheit beziehungsweise die Röntgenanordnung weisen Mittel auf, durch die eine Bewegung der Werkstückauflage in alle drei Raumrichtungen, also die X-, Y- und Z-Richtung, gegenüber der Röntgenanordnung erfolgen kann. Darüber hinaus weist die Manipulationseinheit die Möglichkeit auf, die Werkstückauflage um ihre vertikale Achse zu rotieren. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, mittels einer Vorrichtung Röntgendurchleuchtungsaufnahmen vom Prüfteil vorzunehmen, die aus der horizontalen herausgekippt sind. Hierzu ist entweder eine weitere Kippachse, welche regelmäßig in der Horizontalen verläuft, an der Manipulationseinheit oder an der Röntgenanordnung vorgesehen. Das erfindungsgemäße Verfahren, das mit einer solchen konventionellen Manipulationseinheit durchgeführt wird, kann nicht auf die Justiereinheit oberhalb des Drehtischs der Manipulationseinheit zurückgreifen, so dass eine Justierung mittels der X- und Y-Achsenmanipulatoren sowie eine Rotation des Drehtischs (dies erfolgt gleich wie bei dem vorgenannten erfindungsgemäßen ersten Verfahren) vorgenommen werden muss. Daraus ergibt sich, dass – abgesehen von dem kaum vorkommenden Sonderfall, dass das Prüfteil exakt gleich auf die Werkstückauflage gelegt wurde wie das Referenzteil – nach der Überführung des Prüfteils in die Position des Referenzteils, die Drehachse des Drehtischs sowie die Koordinaten der Manipulationseinheit nicht identisch sind mit jenen, die sie in der Position des Referenzteils hatten. Ein Anfahren sämtlicher nötiger Prüfpositionen – wenn eine automatische Prüfteiluntersuchung im Anschluss an das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird – ist auch mit dieser konventionellen Manipulationseinheit möglich, es wird jedoch ein wenig komplizierter, die Koordinatenänderungen zu bestimmen.The The object is also achieved by a method having the features of the patent claim 7 solved. Of the Difference to the method according to the invention, the is described in the preceding paragraph, is basically that another test piece manipulator is used. Unlike in the aforementioned method according to the invention Here is no new, inventive Prüfteilmanipulator - the above in detail was described - used, but a conventional one Prüfteilmanipulator with a known from the prior art manipulation unit. Such manipulation units are familiar to the person skilled in the art that in the following only briefly on the essential for the invention Parts is received. The manipulation unit or the x-ray arrangement Have means by which a movement of the workpiece support in All three spatial directions, so the X, Y and Z direction, compared to the X arrangement can be done. About that In addition, the manipulation unit has the possibility of the workpiece support to rotate about its vertical axis. Finally there is the possibility by means of a device X-ray radiographs from the test part made out of the horizontal. For this is either another tilt axis, which regularly in the Horizontal runs, provided on the manipulation unit or on the X-ray device. The method according to the invention, which is performed with such a conventional manipulation unit, can not on the adjustment above the turntable of the manipulation unit To fall back on, so that an adjustment by means of the X and Y-axis manipulators and a rotation of the turntable (this is the same as in the aforementioned first method according to the invention) must be made. It follows that - apart from the hardly occurring special case that the test part exactly equal to the workpiece support was laid as the reference part - after the transfer of the test part in the position of the reference part, the rotation axis of the turntable as well the coordinates of the manipulation unit are not identical to those who had them in the position of the reference part. A start all more necessary Test positions - if one automatic test part investigation is carried out following the process of the invention - is also with This conventional manipulation unit is possible, but it will be a bit more complicated, the coordinate changes to determine.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass nach der Aufnahme des Vergleichsbilds und Durchführung des Vergleichs zwischen Referenzbild und Vergleichsbild die berechnete Korrektur zur Überführung des Prüfteils vorgenommen wird und in dieser Position ein weiteres Vergleichsbild des Prüfteils aufgenommen wird, das wieder mit dem Referenzbild verglichen wird und eine weitere Korrektur berechnet wird. Dadurch ist es möglich, dass selbst bei einer großen Abweichung zwischen der Position des Referenzteils und der Position des Prüfteils innerhalb der Röntgenprüfanlage eine exakte Überführung des Prüfteils in die Lage des Referenzteils möglich ist. Somit wird dem Effekt Rechnung getragen, dass durch die Abbildungsgeometrie der Röntgenprüfanlage eine Verzerrung erfolgt, die umso größer ist, je größer die Abweichung bezüglich des Ortes zwischen zwei Aufnahmen ist. Somit ist eine exakte Berechnung der jeweiligen Prüfpositionen gewährleistet und die automatische Fehlererkennung kann ohne Korrekturen mit wenig Rechenaufwand und sehr zügig durchgeführt werden.An advantageous development of the method according to the invention provides that after the comparison image has been taken and the comparison between the reference image and the comparison image has been carried out, the calculated correction for transferring the test part is made and a further comparison image of the test part is taken in this position, which is again compared with the reference image and another correction is calculated. This makes it possible that even with a large deviation between the position of the reference part and the position of the test part within the X-ray inspection an exact transfer of the test part in the position of the reference part is possible. Thus, the effect is taken into account that by the imaging geometry of the X-ray inspection system, a distortion takes place, which is the greater, the greater the deviation with respect to the location between two shots. Thus, an exact calculation of the respective test positions is guaranteed and the automatic error detection can be performed without corrections with little computational effort and very quickly.

Bevorzugt wird die Bestimmung weiterer Korrekturen so lange durchgeführt, bis das Vergleichsbild des Prüfteils mit dem Referenzbild übereinstimmt. Dadurch werden jegliche Fehler bei der Berechnung der transformierten Koordinaten vermieden und man erhält eine besonders zuverlässige automatische Fehlererkennung.Prefers the determination of further corrections is carried out until the comparison image of the test part matches the reference image. This will eliminate any errors in the calculation of the transformed Coordinates are avoided and you get a very reliable automatic Error detection.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Durchführen eines Röntgenprüfprogramms mit Aufnahme verschiedener Referenzprüfbilder in verschiedenen Ansichten des Referenzteils und Speicherung der Orts- und Winkeldaten der Werkstückauflage erfolgt und eine Bestimmung der jeweiligen Änderungen der Position der Manipulationseinheit in Bezug auf jedes Referenzbild vorgenommen wird. Somit kann die Positionierung und Durchführung des Röntgenprüfprogramms unter verschiedenen Blickwinkeln des fehlerfreien Referenzteils jeweils für die einzelnen Blickrichtungen, unter denen Referenzprüfbilder gemacht werden, sehr einfach durchgeführt werden, indem die jeweiligen gespeicherten Koordinaten des Prüfteilmanipulators angefahren werden.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that performing an X-ray inspection program Including different reference proof images in different views of the reference part and storage of the location and angle data of Workpiece support and a determination of the respective changes in the position of Manipulation unit made with respect to each reference image becomes. Thus, the positioning and execution of the X-ray inspection program can vary View angles of the error-free reference part respectively for the individual View directions under which Referenzprüfbilder are made, very just done by the respective stored coordinates of the Prüfteilmanipulators be approached.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Bestimmung der jeweiligen Änderungen der Position der Manipulationseinheit in Bezug auf jedes Referenzprüfbild erfolgt durch Berechnung der Werte für die nötige laterale Verschiebung der Werkstückauflage in X-, Y- und Z-Richtung, die durch die Manipulationseinheit bzw. die Röntgenanordnung erfolgt, und der Berechnung der Werte für die nötigen Änderungen der Drehwinkel der Manipulationseinheit bzw. der Röntgenanordnung, insbesondere der Drehachse des Drehtischs. Somit kann für die weiteren Prüfpositionen, die jenen entsprechen, in denen die Referenzprüfbilder aufgenommen wurden, eine gleich funktionierende Transformation der Koordinaten im Rechner mittels des bekannten Programms durchgeführt werden. Daraufhin können die jeweiligen Positionen, in denen die Referenzprüfbilder aufgenommen wurden, mit dem Prüfteil angefahren und dort jeweils Aufnahmen des Prüfteils durchgeführt werden. Die Berechnung der anzufahrenden Koordinaten erfolgt mittels eines Programms auf dem Rechner, das solche geometrischen Transformationen durchführt. Diese Daten können eindeutig aus den unterschiedlichen Koordinatendaten der Manipulationseinheit in der ersten Position des Prüfteils gegenüber der ersten Position des Referenzteils bestimmt werden. Die Durchführung der Prüfung erfolgt dann nach dem jeweiligen Anfahren der Prüfposition gleich wie oben beschrieben.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the determination of the respective changes in the position of Manipulation unit with respect to each Referenzprüfbild done by calculating the values for the necessary lateral displacement of the workpiece support in X-, Y- and Z-direction, by the manipulation unit or the x-ray arrangement takes place, and the calculation of the values for the necessary changes in the rotation angle of Manipulation unit or the X-ray arrangement, in particular the axis of rotation of the turntable. Thus, for the others test positions, correspond to those in which the reference test images were taken, an equally functioning transformation of the coordinates in the computer be performed by the known program. Then the respective positions in which the reference test images were taken, with the test part approached and there respectively recordings of the test part are performed. The calculation of the coordinates to be approached takes place by means of a Program on the calculator that performs such geometric transformations performs. These Data can clearly from the different coordinate data of the manipulation unit in the first position of the test piece across from the first position of the reference part are determined. The implementation of exam then takes place after the respective start of the test position the same as described above.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass ein Anfahren der Positionen der Referenzprüfbilder mit dem Prüfteil erfolgt durch Steuerung der Antriebseinheit der Manipulationseinheit mittels der Daten, die bei der Bestimmung der jeweiligen Änderung erhalten wurden, und jeweils Aufnehmen eines Prüfbilds in jeder Position, sowie Durchführung der Schritte ab dem beliebigen Positionieren eines Prüfteils für eine vorgebbare Anzahl weiterer gleicher Prüfteile. Es werden dann genau die Koordinatenänderungen durchgeführt, die beim Prüfablauf des Referenzteils erfolgt sind. Bei einer Serienprüfung werden dann einfach die Verfahrensschritte für jedes weitere Prüfteil, das gleich zu dem vorangegangenen Prüfteil ist, erneut durchgeführt. Eine automatische Überprüfung des Prüfteils auf Fehler im Vergleich zu dem Referenzteil ist dadurch in sehr einfacher Art und Weise möglich.A further advantageous embodiment of the method according to the invention provides that approaching the positions of the reference test images with the test part takes place by controlling the drive unit of the manipulation unit using the data in determining the respective change and each taking a test pattern in each position, as well execution the steps from the arbitrary positioning of a test piece for a predefinable Number of further identical test parts. Then exactly the coordinate changes are performed, the during the test procedure the reference part are made. At a serial test will be then simply the process steps for each additional test part, the equal to the previous test part is done again. An automatic review of the test part on error compared to the reference part is characterized in a great deal simple way possible.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Figuren dargestellten, nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigen:Further Details and advantages of the invention will be apparent from the in the Figures illustrated embodiments, described below explained. Showing:

1 ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines erfindungsgemäßen Prüfteilmanipulators in einer schematischen Seitenansicht, 1 An embodiment of a part of a Prüfteilmanipulators invention in a schematic side view,

2 den Prüfteilmanipulator der 1 in einer Draufsicht, 2 the test part manipulator of 1 in a plan view,

3 ein Ausführungsbeispiel eines Teils eines konventionellen Prüfteilmanipulators, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden kann, in einer schematischen Seitenansicht gemäß 1 und 3 an embodiment of a portion of a conventional Prüfteilmanipulators with which a method according to the invention can be performed, in a schematic side view according to 1 and

4 den Prüfteilmanipulator der 3 in einer Draufsicht. 4 the test part manipulator of 3 in a top view.

In den 1 und 2 wird ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Prüfteilmanipulators dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine schematische Darstellung, die aus zwei verschiedenen Richtungen erfolgt. Die gesamte Anordnung befindet sich in einer – nicht dargestellten – Röntgendurchleuchtungskabine, wie dies dem Fachmann, der sich mit der zerstörungsfreien Materialanalyse befasst, geläufig ist. Es ist auch nur der obere Teil einer Manipulationseinheit dargestellt, die mit einem Drehtisch 6, einer Justiereinheit 3 und einer Werkstückauflage 2 abschließt. Darunter befinden sich die einem Fachmann geläufigen und oben schon beschriebenen weiteren Vorrichtungsteile zur Bewegung der Werkstückauflage 2 in X-, Y- und Z-Richtung sowie um eine horizontale Kippachse. Die Rotation um die Vertikale wird durch die Drehachse D des Drehtischs 6 realisiert.In the 1 and 2 A first exemplary embodiment of a test part manipulator according to the invention is shown. This is a schematic representation, which is done from two different directions. The entire assembly is located in a - not shown - fluoroscopy, as is familiar to those skilled in the non-destructive material analysis, is familiar. It is also shown only the upper part of a manipulation unit, with a turntable 6 , an adjustment unit 3 and a workpiece support 2 concludes. Below are located are the one skilled in the art and already described above other parts of the device for moving the workpiece support 2 in the X, Y and Z directions as well as around a horizontal tilt axis. The rotation about the vertical is through the axis of rotation D of the turntable 6 realized.

Der erfindungsgemäße Prüfteilmanipulator weist zwischen dem Drehtisch 6, der um die vertikal verlaufende Drehachse D rotiert wird, eine Justiereinheit 3 auf. An dem Drehtisch 6 ist eine Antriebseinheit 7 in Form eines dritten Stellmotors 10 angeordnet. Als Stellmotoren kommen beispielsweise Schrittmotoren in Frage; jedoch kann auch jeder andere Motor hierfür verwendet werden, falls er innerhalb einer Röntgenbeleuchtungskabine eingesetzt werden kann.The Prüfteilmanipulator invention has between the turntable 6 which is rotated about the vertical axis of rotation D, an adjusting unit 3 on. At the turntable 6 is a drive unit 7 in the form of a third servomotor 10 arranged. As servomotors, for example, stepper motors come into question; However, any other motor can be used for this purpose, if it can be used within an X-ray lighting cabin.

Die erfindungsgemäße Justiereinheit 3 besteht aus zwei Schlitten 4, 5, die zueinander senkrecht angeordnet sind. Die beiden Schlitten 4, 5 stehen nicht nur senkrecht zueinander, sondern auch senkrecht auf die Drehachse D des Drehtischs 6. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der untere Schlitten 5 so ausgerichtet, dass er entlang einer ersten lateralen Richtung X bewegbar ist. Der obere Schlitten 4 ist – wie schon ausgeführt – senkrecht zum unteren Schlitten 5 ausgerichtet und entlang einer zweiten lateralen Richtung Y bewegbar. Dadurch ist es möglich, dass jede zwischen den durch die Endanschlagpunkte der beiden Schlitten 4, 5 aufgespannte Position angefahren werden kann. Zur Bewegung des oberen Schlittens 4 ist an diesem ein erster Stellmotor 8 angeordnet. Am unteren Schlitten 5 ist ein zweiter Stellmotor 9 angeordnet. Auch der erste und zweite Stellmotor 8, 9 sind bevorzugt als Schrittmotoren ausgebildet, können jedoch auch in jeder anderen Bauart – wie oben zum dritten Stellmotor 10 ausgeführt – ausgebildet sein.The adjustment unit according to the invention 3 consists of two carriages 4 . 5 that are perpendicular to each other. The two sleds 4 . 5 are not only perpendicular to each other, but also perpendicular to the axis of rotation D of the turntable 6 , In the illustrated embodiment, the lower carriage 5 aligned so that it is movable along a first lateral direction X. The upper slide 4 is - as already stated - perpendicular to the lower slide 5 aligned and movable along a second lateral direction Y. This makes it possible for each between the through the end stop points of the two carriages 4 . 5 clamped position can be approached. To move the upper slide 4 is at this a first servomotor 8th arranged. At the bottom sled 5 is a second servomotor 9 arranged. Also the first and second servomotor 8th . 9 are preferably designed as stepper motors, but can also in any other type - as above to third servo motor 10 executed - be trained.

Direkt auf dem oberen Schlitten 4 ist die Werkstückauflage 2 fest mit diesem verbunden angeordnet. Die Werkstückauflage 2 weist eine ebene Oberfläche auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel parallel zur Ebene verläuft, die durch die erste und zweite laterale Richtung X, Y aufgespannt wird. Die Oberfläche weist eine rutschsichere Auflagefläche auf. Hierfür sind sämtliche Stoffe einsetzbar, die ein Verrutschen eines sich darauf befindlichen Gegenstandes bei moderaten Beschleunigungen der Werkstückauflage 2 verhindern. Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen festen Schaumstoff.Right on the top sled 4 is the workpiece support 2 firmly attached to this. The workpiece support 2 has a flat surface, which in the illustrated embodiment is parallel to the plane defined by the first and second lateral directions X, Y. The surface has a non-slip bearing surface. For this purpose, all substances are used, the slipping of an object thereon at moderate accelerations of the workpiece support 2 prevent. In the present case, it is a solid foam.

Auf der Werkstückauflage 2 liegt ein Prüfteil 1.On the workpiece support 2 is a test part 1 ,

Oberhalb der Werkstückauflage 2 ist ein bildgebendes System 11 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich hierbei um eine Videokamera 12, die senkrecht auf die Oberfläche der Werkstückauflage 2 zentral zur Drehachse D gerichtet ist und zusätzlich eine Beleuchtung 13 aufweist. Solche bildgebenden Systeme 11 sind dem Fachmann prinzipiell hinreichend bekannt, so dass hierzu nichts weiter ausgeführt werden muss.Above the workpiece support 2 is an imaging system 11 arranged. In the illustrated embodiment, this is a video camera 12 perpendicular to the surface of the workpiece support 2 is directed centrally to the axis of rotation D and in addition a lighting 13 having. Such imaging systems 11 are in principle sufficiently well known to the person skilled in the art, so that nothing further has to be stated here.

Die Videokamera 12 ist über eine Bildleitung 16 mit einem Rechner 14 verbunden. Der Rechner 14 ist wiederum über eine Steuerleitung 17 mit einer Steuereinheit 15 verbunden. Die Steuereinheit 15 ist über jeweils eine erste Stellleitung 18 mit dem ersten Stellmotor 8 für den oberen Schlitten 4, über eine zweite Stellleitung 19 mit dem zweiten Stellmotor 9 des unteren Schlittens 5 und über eine dritte Stellleitung 20 mit dem dritten Stellmotor 10 des Drehtischs 6 verbunden. Die weiteren Stellleitungen und Stellmotoren für die weiteren Teile der Manipulationseinheit sind nicht dargestellt.The video camera 12 is over an image line 16 with a calculator 14 connected. The computer 14 is in turn via a control line 17 with a control unit 15 connected. The control unit 15 is in each case via a first control line 18 with the first servomotor 8th for the upper slide 4 , via a second control line 19 with the second servomotor 9 of the lower slide 5 and via a third control line 20 with the third servomotor 10 of the turntable 6 connected. The other control lines and servomotors for the other parts of the manipulation unit are not shown.

Mit einem solchen in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Prüfteilmanipulator kann ein im Folgenden beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren zur automatischen Positionierung von Prüfteilen bei der Serienprüfung im Rahmen der Durchführung einer zerstörungsfreien Materialanalyse erfolgen.With such in the 1 and 2 illustrated Prüfteilmanipulator invention can be carried out in accordance with the invention described below method for automatic positioning of test parts in the series test in the context of performing a non-destructive material analysis.

In einem erfindungsgemäßen Verfahren wird anstatt des dargestellten Prüfteils 1 zuerst ein Referenzteil auf die Werkstückauflage 2 aufgelegt, das gleich ist wie das Prüfteil 1. Dieses Referenzteil wird mittels der Videokamera 12 in der gewählten Position aufgenommen. Durch die Beleuchtung 13 ist das Bild so gut ausgeleuchtet, dass ein gutes Videobild vom Referenzteil erhalten wird. Dieses wird über die Bildleitung 16 an den Rechner 14 weitergegeben, wo es abgespeichert wird. Darüber hinaus werden die Koordinaten des oberen Schlittens 4 und des unteren Schlittens 5 sowie die Winkelstellung der Drehachse D des Drehtischs 6 und die Koordinaten der weiteren Teile der Manipulationseinheit im Rechner 14 gespeichert und der Startposition des Referenzteils zugeordnet.In a method according to the invention, instead of the illustrated test part 1 first a reference part on the workpiece support 2 applied, which is the same as the test piece 1 , This reference part is by means of the video camera 12 recorded in the selected position. Through the lighting 13 the picture is so well lit that a good video image is obtained from the reference part. This is over the image line 16 to the computer 14 passed where it is stored. In addition, the coordinates of the upper slide 4 and the lower slide 5 and the angular position of the rotation axis D of the turntable 6 and the coordinates of the other parts of the manipulation unit in the computer 14 stored and assigned to the starting position of the reference part.

Daran anschließend wird bei einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein gesamter programmierter Prüfablauf mit dem Referenzteil durchgeführt. Hierfür werden Röntgenaufnahmen mittels einer – nicht gezeigten – Röntgendurchleuchtungsvorrichtung aufgenommen. Dabei wird das Referenzteil unter verschiedenen Blickrichtungen aufgenommen. Hierfür werden die einzelnen Teile der Manipulationseinheit bewegt, unter anderem der Drehtisch 6, der um seine Drehachse D um vorgegebene Winkel rotiert wird. In jeder der angefahrenen Positionen wird ein Referenzprüfbild aufgenommen. Es ist aber auch möglich, dass die Röntgendurchleuchtungsanlage ihre Position verändert. Egal welche der vorgenannten Methoden verwendet wird, werden jedem durch die Röntgendurchleuchtungs vorrichtung aufgenommenen Referenzprüfbild jeweils die Winkelstellungen des Drehtischs 6, die Koordinaten des oberen Schlittens 4 und des unteren Schlittens 5 sowie der weiteren Teile der Manipulationseinheit bzw. die Ausrichtung der Röntgendurchleuchtungsvorrichtung zugeordnet und im Rechner 14 abgelegt.Subsequently, in a development of the method according to the invention, an entire programmed test sequence with the reference part is carried out. For this purpose, X-ray images are recorded by means of an X-ray radiographic device (not shown). The reference part is recorded under different viewing directions. For this purpose, the individual parts of the manipulation unit are moved, including the turntable 6 , which is rotated about its axis of rotation D by predetermined angle. In each of the approached positions a reference test image is recorded. But it is also possible that the X-ray fluoroscopy system changes its position. No matter which of the aforementioned methods is used, each by the X-ray fluoroscopy device recorded reference test image respectively the angular positions of the turntable 6 , the coordinates of the upper carriage 4 and the lower slide 5 and the other parts of the manipulation unit or the orientation of the X-ray fluoroscopic device and assigned in the computer 14 stored.

Nachdem dieser programmierte Prüfablauf mit der Aufnahme verschiedener Röntgendurchleuchtungsbilder des Referenzteils erfolgt ist, wird für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens das Referenzteil von der Werkstückauflage 2 entfernt und ein erstes Prüfteil 1 auf diese Werkstückauflage 2 aufgelegt. Das Auflegen erfolgt hierbei willkürlich, ohne dass darauf Acht gegeben werden muss, welche Beziehung die Lage des Prüfteils 1 zur Lage des vorher untersuchten Referenzteils aufweist. Die Koordinaten der Teile der Manipulationseinheit werden so eingestellt, dass sie jenen entsprechen, die für das Referenzteil in seiner ersten Position gegeben waren. Allerdings ist die Ausrichtung des Drehwinkels des Drehtischs 6 nicht festgelegt.After this programmed test procedure has been carried out with the recording of different X-ray fluoroscopy images of the reference part, the reference part of the workpiece support will be used to carry out a method according to the invention 2 removed and a first test part 1 on this workpiece support 2 hung up. The laying on is done arbitrarily, without having to pay attention to what relationship the position of the test part 1 to the position of the previously examined reference part. The coordinates of the parts of the manipulation unit are set to correspond to those given to the reference part in its first position. However, the orientation of the rotation angle of the turntable is 6 not fixed.

Auch von diesem Prüfteil 1 wird zuerst mittels des bildgebenden Systems 11 ein Videobild erstellt, das über die Bildleitung 16 zum Rechner 14 übertragen wird. Im Rechner 14 werden außerdem die Winkelstellungen der Drehachse D des Drehtischs 6 sowie die Koordinaten der lateralen Richtungen X, Y der beiden Schlitten 4, 5 und der weiteren Teile der Manipulationseinheit diesem Vergleichsbild zugeordnet.Also from this test part 1 is first using the imaging system 11 created a video image that is over the image line 16 to the calculator 14 is transmitted. In the calculator 14 In addition, the angular positions of the rotation axis D of the turntable 6 and the coordinates of the lateral directions X, Y of the two carriages 4 . 5 and the other parts of the manipulation unit associated with this comparison image.

Auf dem Rechner 14 ist ein Algorithmus abgelegt, der einen Vergleich der beiden Videobilder – des Referenzteils und des ersten Prüfteils 1 – vornimmt. Solche Algorithmen sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und nicht erfindungswesentlich, so dass im Folgenden lediglich auf für die Erfindung wesentliche Eigenschaften eingegangen wird. Der Algorithmus berechnet die Daten, die nötig sind, um die beiden Bilder vollständig zur Deckung zu bringen. Hierbei handelt es sich um zwei Werte für die lateralen Bewegungen sowie um einen Wert einer Drehbewegung senkrecht zu den beiden Lateralbewegungen (da die weiteren Daten für die weiteren Teile der Manipulationseinheit vorher in Übereinstimmung mit denen der ersten Position des Referenzteils gebracht wurden). Mittels dieser drei Daten ist es möglich, die Werkstückauflage 2 so zu bewegen, dass das Prüfteil 1 die identische Position innerhalb der Röntgendurchleuchtungsvorrichtung einnimmt, die vorher das Referenzteil auch schon eingenommen hat. Hierfür sendet der Rechner 14 über die Steuerleitung 17 die Daten für die Änderung der Koordinaten an die Steuereinheit 15, welche Steuerimpulse über die Stellleitungen 18, 19, 20 an die jeweiligen Stellmotoren 8, 9, 10 weitergibt. Die jeweiligen Stellmotoren 8, 9, 10 nehmen dann die durchgegebenen Korrekturen vor.On the calculator 14 is stored an algorithm that compares the two video images - the reference part and the first test part 1 - makes. Such algorithms are well known to the person skilled in the art and are not essential to the invention, so that in the following only features essential to the invention will be discussed. The algorithm calculates the data needed to fully match the two images. These are two values for the lateral movements and a value of a rotational movement perpendicular to the two lateral movements (since the other data for the other parts of the manipulation unit were previously brought into agreement with those of the first position of the reference part). By means of these three data, it is possible the workpiece support 2 to move so that the test part 1 assumes the identical position within the X-ray fluoroscopic device, which has already taken the reference part already. For this the computer sends 14 over the control line 17 the data for changing the coordinates to the control unit 15 , which control pulses via the control lines 18 . 19 . 20 to the respective servomotors 8th . 9 . 10 passes. The respective servomotors 8th . 9 . 10 then make the corrections given.

Sollte es – was insbesondere bei einer sehr starken Abweichung der Position des Prüfteils 1 von der Position des Referenzteils innerhalb der Röntgendurchleuchtungsvorrichtung vorkommen kann – nicht möglich sein, eine genaue Überführung des Videobildes des Prüfteils 1 auf jenes des Referenzteils vorzunehmen, so wird das Prüfteil 1 über das gerade beschriebene Verfahren so positioniert, dass eine möglichst große Ähnlichkeit zwischen den Videobildern des Prüfteils 1 und des Referenzbildes gegeben ist. In dieser Position wird ein weiteres Videobild des Prüfteils 1 aufgenommen und wieder über die Bildleitung 16 an den Rechner 14 gegeben. Hier wird erneut ein Abgleich durch Umrechung bis zu einer identischen Überlagerung der beiden Videobilder des Referenzteils und des zweiten Videobildes des Prüfteils 1 durchgeführt. Falls dies wiederum nicht möglich ist, wird wieder eine Positionierung des Prüfteils 1 vorgenommen und ein drittes Videobild aufgenommen. Dieses iterative Verfahren wird solange fortgesetzt, bis eine identische Überführung des Videobildes des Prüfteils 1 in das Videobild des Referenzteils möglich ist.Should it - especially with a very strong deviation of the position of the test part 1 may occur from the position of the reference part within the fluoroscopy device - not be possible, an accurate transfer of the video image of the test part 1 to make that of the reference part, then the test part 1 positioned over the method just described so that the greatest possible similarity between the video images of the test part 1 and the reference image is given. In this position is another video image of the test part 1 taken and again on the picture line 16 to the computer 14 given. Here is again a comparison by conversion to an identical superposition of the two video images of the reference part and the second video image of the test part 1 carried out. If this again is not possible, again a positioning of the test piece 1 made and recorded a third video image. This iterative process is continued until an identical transfer of the video image of the test part 1 in the video image of the reference part is possible.

Nachdem also die Transformationskoordinaten bekannt sind, werden bei einer Weiterbildung der Erfindung zur Durchführung eines automatischen Prüfdurchlaufs für jede einzelne Prüfposition, die vorher das Referenzteil im programmierten Prüfablauf durchlaufen hat und in der Referenzprüfbilder erstellt wurden, die Koordinaten berechnet, die angefahren werden müssen. Der Rechner 14 gibt dann über die Steuerleitung 17 die jeweiligen Koordinatendaten an die Steuereinheit 15 weiter. Von dort aus wird über die Stellleitung 20 (sowie weitere nicht gezeigter Stellleitungen) der Stellmotor 10 (sowie weitere nicht gezeigte Stellmotoren an den weiteren Teilen der Manipulationseinheit) angesteuert. Somit werden die korrekten Positionen nacheinander angefahren und dort wird jeweils ein Röntgendurchleuchtungsbild erstellt.Thus, after the transformation coordinates are known, in a further development of the invention for carrying out an automatic test run for each individual test position, which has previously passed through the reference part in the programmed test sequence and were created in the Referenzprüfbilder, the coordinates are calculated, which must be approached. The computer 14 then gives over the control line 17 the respective coordinate data to the control unit 15 further. From there is via the control line 20 (As well as other not shown control lines) the servomotor 10 (As well as other servomotors not shown on the other parts of the manipulation unit) driven. Thus, the correct positions are approached one after the other and there an X-ray fluoroscopic image is created in each case.

Bei dem in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es nicht mehr nötig, die relativen Koordinaten der beiden Schlitten 4, 5 der Justiereinheit 3 zu ändern, da diese das Prüfteil in die identische Stellung wie das Referenzteil gebracht haben bei identischen Koordinatenwerten der Teile der Manipulationseinheit, insbesondere der Position der Drehachse D des Drehtischs 6. Somit erhält man für dieses Ausführungsbeispiel eine sehr einfache Ansteuerung des erfindungsgemäßen Prüfteilmanipulators, ohne ständig die Koordinaten der Justiereinheit 3 ändern zu müssen.In the in the 1 and 2 illustrated embodiment, it is no longer necessary, the relative coordinates of the two carriages 4 . 5 the adjustment unit 3 because they have brought the test part in the identical position as the reference part with identical coordinate values of the parts of the manipulation unit, in particular the position of the axis of rotation D of the turntable 6 , Thus, for this embodiment, a very simple control of the Prüfteilmanipulators invention, without constantly getting the coordinates of the adjustment 3 to have to change.

In den 3 und 4 ist ein konventioneller Prüfteilmanipulator dargestellt, der sich vom in den 1 und 2 dargestellten Prüfteilmanipulator lediglich darin unterscheidet, dass die zusätzliche Justiereinheit 3 zwischen Drehtisch 6 und Werkstückauflage 2 fehlt. Dies bedeutet, dass beim zweiten Prüfteilmanipulator der Drehtisch 6 direkt unterhalb der Werkstückauflage 2 angeordnet ist. Unter diesem ist eine laterale Verschiebungseinheit 21 der Manipulationseinheit mit dem Drehtisch 6 verbunden. Senkrecht zur lateralen Richtung Y eines oberen Schlittens 24 ist ein unterer Schlitten 25 angeordnet.In the 3 and 4 a conventional Prüfteilmanipulator is shown, which differs from in the 1 and 2 shown Prüfteilmanipulator only differs in that the additional adjustment unit 3 between turntable 6 and workpiece edition 2 is missing. This means that in the second Prüfteilmanipulator the turntable 6 directly below the workpiece support 2 is arranged. Below this is a lateral displacement unit 21 the manipulation unit with the turntable 6 connected. Perpendicular to the lateral direction Y of an upper carriage 24 is a lower sled 25 arranged.

Gleiche bzw. gleichwirkende Teile sind mit denselben Bezugszeichen wie im ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. Da bis auf den oben genannten Unterschied die Ausgestaltung identisch zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist, wird nur auf die Unterschiede, insbesondere hinsichtlich des zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens, eingegangen.Same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals as in first embodiment designated. As apart from the difference mentioned above, the design identical to the first embodiment is only on the differences, especially in terms of the second method according to the invention, received.

Auch das zweite erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Positionierung des Prüfteils 1 läuft überwiegend wie im ersten Ausführungsbeispiel allgemein beschrieben ab. Allerdings sind hier Änderungen der Koordinaten der Manipulationseinheit nötig, da keine Justiereinheit 3 vorhanden ist.Also, the second inventive method for automatic positioning of the test piece 1 Runs mostly as described in the first embodiment from. However, changes to the coordinates of the manipulation unit are necessary here, since no adjustment unit 3 is available.

Für eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem eine automatische Prüfung des Prüfteils 1 erfolgt, werden die vom Referenzteil schon durchlaufenen Prüfpositionen angefahren. Während des Durchlaufens des programmierten Prüfablaufs für jedes Prüfteil 1 ist jedoch hier – anders als beim ersten Ausführungsbeispiel, bei dem keine Änderung der lateralen Koordinaten in den Prüfpositionen der weiteren Teile der Manipulationseinheit gegenüber dem Durchlauf mit dem Referenzteil nötig ist – regelmäßig eine komplexere Bewegung nötig. Die Überführung des Prüfteils in die jeweilige Prüfposition über die jeweiligen Stellmotoren 10, 22, 23 (sowie etwa weitere Stellmotoren) erfolgt durch die Ansteuerung mit den vom Rechner 14 ermittelten Koordinatenwerten. Dort wird jeweils ein Röntgendurchleuchtungsbild aufgenommen. Hierbei werden also die ermittelten Gesamt-Korrekturwerte des Drehtischs 6 und der lateralen Verschiebungseinheit 21 sowie der weiteren Teile der Manipulationseinheit mit den programmierten Werten der einzelnen Prüfpositionen verrechnet, so dass die Stellmotoren 10, 22, 23 (sowie die weiteren Stellmotoren) so angesteuert werden, dass das Prüfteil 1 sowohl translatorisch als auch rotatorisch für jeden Prüfschritt wieder in dieselbe Position kommt wie bei Durchlaufen des Referenzteils des programmierten Prüfablaufs. Somit kann auch hier die normale, programmierte Röntgenprüfung ablaufen. Allerdings ist hier das Anfahren komplizierter als im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Dies kommt daher, dass die Drehachse D des Drehtischs 6 in der ersten Prüfposition, die der Position des Referenzteils bei der Aufnahme des Referenzbildes entspricht, nicht mehr übereinstimmt (mit der Ausnahme des seltenen Falls, dass das Prüfteil genau identisch mit dem Referenzteil auf die Werkstückauflage 2 gelegt wird). Da allerdings sämtliche Koordinaten für alle Teile der Manipulationseinheit in sämtlichen Prüfpositionen, die zu durchlaufen sind, bekannt sind und die Transformationsdaten, die sich aus den Unterschieden der jeweiligen Daten für jedes Teil der Manipulationseinheit in der ersten Position des Prüfteils 1 im Vergleich mit der ersten Position des Referenzteils ergeben, ebenfalls bekannt sind, kann mittels eines aus dem Stand der Technik bekannten Algorithmus eine Berechnung für jede einzelne Prüfposition des Prüfverfahrens erfolgen. Diese Werte werden im Rechner 14 abgelegt. Der Rechner 14 steuert dann für jede einzelne Prüfposition in der festgelegten Reihenfolge mit den für diese abgespeicherten Werten die jeweiligen Stellmotoren 10, 22, 23 (sowie weitere nicht gezeigte Stellmotoren der weiteren Teile der Manipulationseinheit) der Teile der Manipulationseinheit über die jeweiligen Stellleitungen 20, 26, 27 (sowie über weitere nicht gezeigte Stellleitungen) an. Diese überführen dann das Prüfteil 1 in eine Position, die jeweils zu der entsprechenden Position des Referenzteils in dieser Prüfposition identisch ist. Somit erhält man auch identische Röntgendurchleuchtungsbilder, womit in einem anschließenden automatischen Bildvergleich Ergebnisse erhalten werden, ob ein fehlerhaftes Prüfteil 1 vorliegt oder ein fehlerfreies.For a development of the method according to the invention, in which an automatic test of the test part 1 takes place, the test items already passed by the reference part are approached. While running the programmed test sequence for each test piece 1 However, here - unlike the first embodiment, in which no change in the lateral coordinates in the test positions of the other parts of the manipulation unit relative to the passage with the reference part is necessary - a more complex movement is required regularly. The transfer of the test part into the respective test position via the respective servomotors 10 . 22 . 23 (as well as about other servomotors) takes place by the control with the computer 14 determined coordinate values. There, an X-ray fluoroscopic image is taken in each case. Here, therefore, the determined total correction values of the turntable 6 and the lateral displacement unit 21 and the other parts of the manipulation unit with the programmed values of the individual test positions, so that the servomotors 10 . 22 . 23 (And the other servomotors) are controlled so that the test part 1 both translationally and rotationally returns to the same position for each test step as when passing through the reference part of the programmed test sequence. Thus, the normal, programmed X-ray examination can also run here. However, the start-up is more complicated than described in the first embodiment. This is because the axis of rotation D of the turntable 6 in the first test position, which corresponds to the position of the reference part when taking the reference image, no longer coincides (with the exception of the rare case that the test part exactly identical to the reference part on the workpiece support 2 is placed). However, since all coordinates are known for all parts of the manipulation unit in all test positions to be traversed, and the transformation data resulting from the differences of the respective data for each part of the manipulation unit in the first position of the test part 1 Compared to the first position of the reference part, it is likewise known that a calculation can be made for each individual test position of the test method by means of an algorithm known from the prior art. These values are in the calculator 14 stored. The computer 14 then controls the respective servo motors for each individual test position in the specified sequence with the values stored for these 10 . 22 . 23 (As well as other actuators, not shown, the other parts of the manipulation unit) of the parts of the manipulation unit via the respective control lines 20 . 26 . 27 (and over other not shown control lines). These then transfer the test part 1 in a position that is identical to the corresponding position of the reference part in this test position. Thus, identical X-ray fluoroscopic images are obtained, which in a subsequent automatic image comparison results are obtained, whether a faulty test piece 1 present or a faultless.

Zwar ist die Weiterbildung des gerade beschriebenen zweiten erfindungsgemäßen Verfahrens komplizierter, was die Berechnung der Koordinaten für die einzelnen Teile der Manipulationseinheit angeht, es wird jedoch die zusätzliche Justiereinheit 3 eingespart und es kann mit den bereits aus dem Stand der Technik bekannten Komponenten einer Röntgenprüfanlage durchgeführt werden, wenn man von der Notwendigkeit absieht, noch zusätzlich ein bildgebendes System 11 zu installieren.Although the development of the second method according to the invention just described is more complicated as far as the calculation of the coordinates for the individual parts of the manipulation unit is concerned, it becomes the additional adjustment unit 3 saved and it can be carried out with the already known from the prior art components of an X-ray inspection system, apart from the need, additionally an imaging system 11 to install.

Sowohl im ersten Ausführungsbeispiel als auch im zweiten Ausführungsbeispiel ist für die Durchführung des gesamten programmierten Prüfungsablaufs eine automatische Positionierung für eine Vielzahl von Prüfteilen eines gleichen Typus möglich, ohne dass jeweils eine korrekte Erstpositionierung des Prüfteils 1 auf der Werkstückauflage 2 erfolgen muss. Dadurch ist es nicht mehr nötig, formschlüssige Halterungen für jeden Prüfteiltyp herzustellen, was mit hohen Kosten verbunden war. Da keine korrekte Platzierung mehr nötig ist, entfällt das Einbringen in eine formschlüssige Halterung, so dass auch Zeit eingespart wird. Darüber hinaus ist es möglich, mit den erfindungsgemäßen Vorrichtungen sowie den erfindungsgemäßen Verfahren schnell zwischen unterschiedlichen Prüfteiltypen hin und her zu springen. Hierfür ist es lediglich nötig, dass zu jedem Prüfteiltypus vorab ein Referenzteil den hierfür vorgesehenen programmierten Prüfablauf – wie er oben für ein Referenzteil ausgeführt wurde – durchlaufen hat und die dazugehörigen Werte gespeichert werden. Wenn erkannt wird, zu welchem Prüfteiltypus das aktuelle Prüfteil 1 gehört, können die hierfür zu dem jeweiligen Referenzteil aufgenommenen Werte im Rechner 14 herangezogen werden, um diese mit dem aktuellen Prüfteil 1 zu vergleichen und die benötigten Transformationswerte zu berechnen. Prinzipiell ist es somit sogar möglich, nach jedem Prüfteil 1 den Prüfteiltypus zu ändern, so dass man eine große Freiheit in der Abfolge der Prüfung von Prüfteilen 1 – unabhängig von deren Prüfteiltypus – erreicht.Both in the first embodiment and in the second embodiment, an automatic positioning for a plurality of test parts of the same type is possible for carrying out the entire programmed test procedure, without each correct initial positioning of the test part 1 on the workpiece support 2 must be done. As a result, it is no longer necessary to produce positive holders for each Prüfteiltyp, which was associated with high costs. Since correct placement is no longer necessary, it eliminates the need for insertion in a form-fitting mounting, so that time is saved. Moreover, it is possible, with the devices according to the invention and the method according to the invention, to jump quickly back and forth between different types of test piece. For this it is only necessary that for each type of test piece, a reference part has previously passed through the programmed test sequence provided for this purpose, as was done above for a reference part, and the associated values are stored. If it is recognized to which test piece type the current test part 1 If necessary, the values recorded for this purpose in the respective reference section can be found in the computer 14 be consulted with these with the current test part 1 to compare and calculate the required transformation values. In principle, it is thus even possible after each test part 1 to change the type of test piece so that there is a great deal of freedom in the sequence of testing of test pieces 1 - regardless of their Prüfteiltypus - achieved.

Mit den aufgenommenen Prüfbildern des Prüfteils 1 kann mittels einer automatischen Fehlererkennung – die aus dem Stand der Technik bekannt ist und lediglich dem erfindungsgemäßen Verfahren nachgeschaltet wird – eine zuverlässige Entscheidung darüber getroffen werden, ob das aktuell untersuchte Prüfteil 1 einen Fehler aufweist. Dadurch ist ein Aussondern fehlerhafter Prüfteile 1 in sehr einfacher Art und Weise möglich und ein erhöhter Ausschuss von Teilen, die keinen Fehler aufweisen, wird verhindert.With the recorded test images of the test part 1 can be made by means of an automatic error detection - which is known from the prior art and only downstream of the method according to the invention - make a reliable decision about whether the currently examined test part 1 has an error. This is a rejection of faulty test parts 1 in a very simple manner possible and an increased scrap of parts that have no error is prevented.

11: Prüfteilchecking part
22: WerkstückauflageWorkpiece support
33: Justiereinheitadjusting
44: Oberer SchlittenOberer carriage
55: Unterer Schlittenlower carriage
66: Drehtischturntable
77: Antriebseinheitdrive unit
88th: Erster Stellmotorfirst servomotor
99: Zweiter Stellmotorsecond servomotor
1010: Dritter Stellmotorthird servomotor
1111: Bildgebendes Systemimaging system
1212: Videokameravideo camera
1313: Beleuchtunglighting
1414: Rechnercomputer
1515: Steuereinheitcontrol unit
1616: Bildleitungimage management
1717: Steuerleitungcontrol line
1818: Erste StellleitungFirst parking management
1919: Zweite StellleitungSecond parking management
2020: Dritte Stellleitungthird parking management
2121: Laterale Verschiebungseinheitlateral shifter
2222: Stellmotorservomotor
2323: Stellmotorservomotor
2424: Schlittencarriage
2525: Schlittencarriage
2626: StelleitungStel line
2727: StelleitungStel line
DD: Drehachseaxis of rotation
RR: Rotationrotation
XX: Erste laterale RichtungFirst lateral direction
YY: Zweite laterale RichtungSecond lateral direction

Claims

Test part manipulator for use in an X-ray inspection system with a workpiece support ( 2 ), with an imaging system ( 11 ) placed on the surface of the workpiece support ( 2 ), with an adjusting unit ( 3 ), which are below the workpiece support ( 2 ) is arranged and with the lateral displacement of the workpiece support ( 2 ) parallel to the workpiece support ( 2 ) is carried out, with a manipulation unit, the movement of the workpiece support ( 2 ) in the X-, Y- and Z-direction and a rotation about two axes, one of which is vertical, and the movement along the Z-direction and / or about a rotation axis can also be realized by an X-ray arrangement, wherein the manipulation unit under the adjustment unit ( 3 ) is arranged and a turntable ( 6 ), whose axis of rotation (D) perpendicular to the workpiece support ( 2 ) and forms the vertical axis, with a drive unit ( 7 ) with the adjustment unit ( 3 ) and connected to the manipulation unit, with a computer ( 14 ), on which an automatic image evaluation program runs and which with the imaging system ( 11 ) and a control unit ( 15 ) for controlling the drive unit ( 7 ) connected to the drive unit ( 7 ) and the computer ( 14 ) connected is.

Prüfteilmanipulator according to claim 1, characterized in that the adjusting unit ( 3 ) as a pair of superposed carriages ( 4 . 5 ) is formed, which are aligned as a cross slide perpendicular to each other.

Prüfteilmanipulator according to claim 2, characterized in that each carriage ( 4 . 5 ) and the manipulation unit each have their own servo motors ( 8th . 9 . 10 ) for their movement.

Prüfteilmanipulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the imaging system ( 11 ) a video camera ( 12 ) with lighting ( 13 ).

Prüfteilmanipulator according to claim 4, characterized in that the video camera ( 12 ) perpendicular to the workpiece support ( 2 ) and in the extension of the axis of rotation (D) of the turntable ( 2 ) is arranged.

Method for automatic positioning of test parts ( 1 ) during the series test with the following steps: positioning a reference part on a workpiece support ( 2 ) of a Prüfteilmanipulators according to one of the preceding claims; - Recording a reference image of the reference part by means of the imaging system ( 11 ) and storage of this reference image as well as the location and angle data of the workpiece support ( 2 ) in the computer ( 14 ); Arbitrary positioning of a test part which is the same as the reference part ( 1 ) on the workpiece support ( 2 ) placing it on the same side as the reference part; - Recording a comparison image of the test piece ( 1 ) by means of the imaging system ( 11 ) and saving this comparison image in the computer ( 14 ); - Carrying out a comparison between reference image and comparison image with determination of the correction for transferring the test part ( 1 ) in the position of the reference part, as well as storage of the correction data in the computer ( 14 ); - transfer of the test part ( 1 ) by means of movement of the adjusting unit ( 3 ) in the same position that the reference part had when taking the reference image, wherein the rotation axis (D) of the turntable ( 6 ) coincides with the position and angular orientation of the reference part.

Method for automatic positioning of test parts ( 1 ) in the series test by means of a Prüfteilmanipulators with a manipulation unit and an X-ray device, the movement of the workpiece support ( 2 ) in the X-, Y- and Z-direction and a rotation about two axes with respect to the X-ray arrangement, of which one axis is vertical and by a turntable ( 6 ), with the following steps: positioning a reference part on a workpiece support ( 2 ); - Recording a reference image of the reference part by means of the imaging system ( 11 ) and storage of this reference image as well as the location and angle data of the workpiece support ( 2 ) in the computer ( 14 ); Arbitrary positioning of a test part which is the same as the reference part ( 1 ) on the workpiece support ( 2 ), placing it on the same side as the reference part; - Recording a comparison image of the test piece ( 1 ) by means of the imaging system ( 11 ) and saving this comparison image in the computer ( 14 ); - Carrying out a comparison between reference image and comparison image with determination of the correction for transferring the test part ( 1 ) in the position of the reference part, as well as storage of the correction data in the computer ( 14 ); - transfer of the test part ( 1 ) by moving the manipulation unit into the same position that the reference part had when taking the reference image with respect to the X-ray device, wherein the axis of rotation (D) of the turntable ( 6 ) does not necessarily coincide with the position and angular orientation of the reference part.

Method according to claim 6 or 7, characterized in that, after the comparison image has been taken and the comparison between the reference image and the comparison image has been carried out, the calculated correction for the transfer of the test part ( 1 ) and in this position another comparison image of the test part ( 1 ), which is again compared with the reference image and a further correction is calculated.

Method according to claim 8, characterized in that the determination of further corrections is carried out until the comparison image of the test part ( 1 ) matches the reference image.

Method according to one of the claims 6 to 9, characterized in that performing an X-ray inspection program with recording different Referenzprüfbilder in different views of the reference part and storage of the location and angle data of the workpiece support ( 2 ), and a determination is made of the respective changes in the position of the manipulation unit with respect to each reference image.

Method according to one of the claims 7 to 10, characterized in that the determination of the respective changes in the position of the manipulation unit with respect to each Referenzprüfbild done by calculating the values for the necessary lateral displacement of the workpiece support ( 2 ) in the X-, Y- and Z-direction, which is carried out by the manipulation unit or the X-ray arrangement, and the calculation of the values for the necessary changes of the rotation angle of the manipulation unit or the X-ray arrangement, in particular the rotation axis (D) of the turntable ( 6 ).

Method according to one of the claims 10 or 11, characterized in that a starting of the positions of the reference test images with the test part ( 1 ) by controlling the drive unit ( 7 ) of the manipulation unit by means of the data obtained in the determination of the respective change and respectively taking a test pattern in each position, as well as performing the steps from the arbitrary positioning of a test part ( 1 ) for a predeterminable number of further identical test parts ( 1 ).