DE10254542A1

DE10254542A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen

Info

Publication number: DE10254542A1
Application number: DE10254542A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr. Beyerer
Original assignee: Hottinger Maschinenbau GmbH
Current assignee: HOS HOTTINGER SYSTEMS GBR (VERTRETUNGSBERECHTIGTER
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-01-22

Abstract

Eine Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie etc. - Retroreflexionsschicht - versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht (6) von einer Kamera (7) detektierbar ist. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, angegeben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen insbesondere zur Nutzung einer Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein das Gebiet der Gießereitechnik. Die durch Gießen hergestellten Gussteile, so beispielsweise Schwenklagerteile, sind nach dem Gießen zu entgraten. Auf jeden Fall hat eine Qualitätsprüfung dahingehend stattzufinden, ob die Teile Grate aufweisen, die zu entfernen sind. Eine ähnliche Situation ergibt sich bei Kernen zur Komplettierung von Kernpaketen, die wiederum als Formen zum Gießen in der Gießereitechnik verwendet werden.
Abgesehen von der herkömmlichen Sichtprüfung ist es bisher nur bedingt möglich gewesen, die zu entfernenden Grate zuverlässig – automatisch – zu detektieren. So hat man bislang versucht, diese mittels Kamera zu erkennen, um anschließend eine Bearbeitung vorzunehmen. Je nach Reflexionsgrat der Teile ist dies gerade im Randbereich der Teile äußerst schwierig und daher unzuverlässig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass zu entfernende Grate sicher und mit einfachen Mitteln detektierbar sind.
Die vorliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Danach ist eine gattungsbildende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie, etc. – Retroreflexionsschicht – versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht von einer Kamera detektierbar ist. Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist die voranstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass das zu detektierende Teil auf einem retroreflektierenden Untergrund positioniert wird, dass das Teil gemeinsam mit dem Untergrund beleuchtet wird und dass das retroreflektierte Licht mit einer Kamera aufgenommen wird, wobei das retroreflektierte Licht wie unmittelbar von einer Lichtquelle hell erscheint und von den Teilen weniger reflektiert wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee beruht darauf, dass die Kontur bzw. Silhouette des jeweiligen Teils detektiert wird. Dazu wird die Unterlage, auf der die Teile liegen, so beispielsweise die Palette, mit einer retroreflektierenden Schicht, Lackierung, Beschichtung, Folie, etc. versehen. Dabei handelt es sich um ein Material, wie es aus der Beschichtung von Kfz-Schildern bekannt ist.
Des Weiteren wird zur Detektion eine Kamera verwendet, von der unmittelbar – durch das Objektiv hindurch – um das Objektiv herum angeordnet oder von außerhalb in den Strahlengang des Objektivs eingeblendet Licht zu dem zu detektierenden Teil gesandt wird. Letztendlich liegt das Zentrum der Lichtquelle – zumindest virtuell – in der optischen Achse bzw. im Strahlengang des Objektivs. Aufgrund der retroreflektierenden Schicht wird das Licht unmittelbar zu der Lichtquelle zurückgeschickt und gelangt unmittelbar in das Objektiv. Dadurch erscheint der Hintergrund hell wie eine Lichtquelle und das Objekt bzw. das Teil erscheint im Vergleich zu dem retroreflektierenden Hintergrund heller. Folglich lässt sich so in idealer Weise die Kontur bzw. Silhouette des Teils aufnehmen.
Wie bereits zuvor gesagt, könnte das Licht durch das Objektiv hindurch ausgesandt werden. Ebenso ist es denkbar, um das Objektiv herum eine Lichtquelle vorzugsweise kreisförmig anzuordnen. Dazu eignen sich ganz besonders Leuchtdioden. Ebenso ist es denkbar, das Licht von einer separaten Lichtquelle in den Strahlengang der Kamera einzukoppeln, ähnlich, wie dies aus der Mikroskopie bekannt ist. Wichtig ist jedenfalls, dass das Licht direkt zu der Kamera bzw. Objektiv zurückkehrt und dort detektiert wird. Der retroreflektierende Hintergrund erscheint somit wie eine Lichtquelle und das Objekt wird wesentlich dunkler detektiert. Somit lassen sich die Konturen des Teils eindeutig abbilden.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu sei einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 6 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung verwiesen. in der Zeichnung zeigt die einzige Fig. in einer schematischen Ansicht die grundsätzliche Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Prinzip.
Gemäß der Darstellung in der einzigen Fig. kommt das Licht 1 zumindest näherungsweise virtuell aus dem Projektionszentrum des Objektivs 2. Damit wird das sich vor einem Retroreflektor 3 befindliche Objekt 4 bestrahlt. An der Objektoberfläche 5 entsteht gewöhnliches Streulicht. Der Retroreflektor 3 schickt das Licht 6 auf dem selben Weg wieder zurück, so dass die Kamera 7 quasi direkt in die Lichtquelle 8 blickt. Daraus ergibt sich der erfindungsgemäße Effekt, wonach ein sauberes Silhouettenbild als Grundlage einer Konturinspektion entsteht.
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel weist das Objektiv 2 eine integrierte Beleuchtung auf. Alternativ ist ein Ringlicht dicht um das Objekt herum angeordnet möglich. Wesentlich ist jedenfalls, dass das Licht 1 tatsächlich oder näherungsweise aus dem Projektionszentrum der optischen Abbildung des Objektivs 2 kommt.
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist als Objekt 4 symbolisch ein Kern oder Gussteil dargestellt. Als Hintergrund ist der Retroreflektor 3 vorgesehen, bei dem es sich um die Beschichtung einer Unterlage, einer Palette oder dergleichen handelt. Der Retroreflektor 3 muss nicht zwingend flach bzw. eben ausgebildet sein. Retroreflektorfolien oder Retroreflektorfarben lassen sich zur Erzeugung des entsprechenden Hintergrunds verwenden, so dass die Objektoberflächen damit versehen werden können.
Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel gemäß der einzigen Fig. lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie, etc. – Retroreflexionsschicht – versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht (6) von einer Kamera (7) detektierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (8) in die Kamera (7) integriert ist und das Licht (1) durch das Objektiv (2) hindurch in den Strahlengang der Kamera (7) ausgesandt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (8) unmittelbar um das Objektiv (2) herum angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Lichtquelle (8) um Leuchtdioden handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (8) in einem separaten Bauteil angeordnet ist und dass das Beleuchtungslicht (1) in den Strahlengang des Objektivs (2) einkoppelbar ist.
Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen insbesondere zur Nutzung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu detektierende Teil auf einem retroreflektierenden Untergrund positioniert wird, dass das Teil gemeinsam mit dem Untergrund beleuchtet wird und dass das retroreflektierte Licht (6) mit einer Kamera (7) aufgenommen wird, wobei das retroreflektierte Licht (6) wie unmittelbar von einer Lichtquelle (8) hell erscheint und von den Teilen weniger reflektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (1) von der Kamera (7) durch das Objektiv (2) hindurch, von einer um das Objektiv (2) herum angeordneten Lichtquelle (8) oder von einer außerhalb angeordneten Lichtquelle (8) in den Strahlengang der Kamera (7) eingekoppelt wird.