DE4040494A1 - Vorrichtung zur pruefung der oberflaeche von gegenstaenden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Oberflächenprüfung, die den zu prüfenden Gegenstand mittels einer Aufnahmekamera, wie beispielsweise einer Videokamera, aufnehmen und deren Ausgangsvideosignal durch elektronische Prozessoren, wie beispielsweise Prüfgeräte, verarbeiten und dabei die Oberflächenprü­ fung des Gegenstandes durchführen, um Fehler oder Ver­ schmutzungen auf dessen Oberfläche festzustellen oder auf mögliche Fehler hin zu überprüfen. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Oberflächen­ prüfung, in der, sofern Fehler auf der Oberfläche des Gegenstandes, wie beispielsweie bandförmiges Metall, Papier, Textilien o. ä., vorhanden sind, ein derartiges, die Fehlerinformation enthaltendes Videosignal gegebe­ nenfalls auf dem Bildschirm eines Monitors wiedergege­ ben werden kann, so daß der Fehler visuell positiv oder negativ gewertet werden kann. Das Videosignal kann als Produktionskontrollinformation verwendet werden.

Üblicherweise wird zur Durchführung einer Oberflächen­ prüfung eines Gegenstandes, wie beispielsweise bandar­ tiges Metall, Papier oder Textilien, um durch visuelle Untersuchung die Oberflächenfehler positiv oder negativ zu bewerten, das Prüfband mit dem Gegenstand zwischen­ zeitlich angehalten oder die Bandgeschwindigkeit redu­ ziert, um derartige Fehler festzustellen und auf ihre Akzeptanz hin zu beurteilen. Demnach ist die in der Praxis übliche Oberflächenprüfung nach dem Stand der Technik in folgender Hinsicht beschränkt:

• 1) Die Geschwindigkeit des Prüfbandes kann nicht ge­ steigert werden.
• 2) Der zu prüfende Gegenstand kann beschädigt werden, da zur Durchführung der Untersuchung das Band ge­ stoppt oder dessen Geschwindigkeit reduziert werden muß.
• 3) Da das Band zur Durchführung der Prüfung angehalten oder in seiner Laufgeschwindigkeit begrenzt werden muß, ist es nicht möglich, das Band in eine kontinu­ ierliche Fertigungskette einzureihen.
• 4) Das Bedienungspersonal kann neben der Oberflächen­ prüfung nicht mit anderen Aufgaben oder Tätig­ keitkeiten betraut werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines Gegenstandes oder an­ derer Substanzen zu schaffen, die automatisch Oberflä­ chenfehler auf dem Gegenstand feststellt und, sobald derartige Fehler festgestellt sind, das die Fehlerin­ formation enthaltende Videosignal des untersuchten Ge­ genstandes automatisch aufzeichnet, so daß das den Feh­ ler enthaltende Videosignal nötigenfalls auf dem Bild­ schirm eines Monitors wiedergegeben werden kann, um eine positive oder negative Fehlerbeurteil visuell zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den An­ sprüchen 1 und 2 gelöst.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung.

Fig. 1 zeigt ein systematisches Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 2 zeigt eine Aufsicht einer auseinandergezogenen Darstellung.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnung erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung. Die Bezugsziffer bezeichnet in Fig. 1 einen nicht vollständig dargestell­ ten, zu prüfenden Gegenstand, wie beispielsweise eine langes, bandartiges Metallstück, Papier, Textil o. ä Dieser zu prüfende Gegenstand 1 wird durch eine Licht­ quelle LS beleuchtet. Die Oberfläche des Gegenstandes 1 wird durch eine Videokamera 2, wie beispielsweise eine Fernsehkamera o. ä., aufgenommen. Ein Bild oder Videosi­ gnal v der Videokamera 2 wird durch ein Prüfgerät 3, das ein elektronischer Prozessor ist, verarbeitet, um möglicherweise vorhandene Fehler, Verschmutzungen o. ä. auf der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes 1 festzustellen.

Nachfolgend wird das Prüfgerät 3 erläutert.

Das Videosignal v der Videokamera 2 wird als Ausgangs­ signal einer Einrichtung 4 zur Fehlerfeststellung zuge­ führt. Diese Einrichtung 4 zur Fehlerfeststellung sen­ det nur dann ein Fehlerfeststellungssignal d aus, wenn ein Fehler, wie beispielsweise Verunreinigungen, Verschmutzungen o. ä. auf der Oberfläche des zu prüfen­ den Gegenstandes 1 vorhanden ist. Dieses Fehlerfest­ stellungssignal d wird einem Videoprozessor 5 zuge­ führt. Dieser Videoprozessor verarbeitet das Fehler­ feststellungssignal d und erzeugt notwendige Informa­ tionen D in Bezug auf Oberflächenfehler auf dem geprüf­ ten Gegenstand 1, wie beispielsweise die Position von Fehlern in Richtung der Breite des untersuchten Gegen­ standes 1 sowie deren Größe.

Diese Information D wird einem Drucker 7 zugeführt. Der Drucker 7 druckt anschließend eine auseinandergezogene Darstellung 9 aus, die die Fehlerposition o. ä. auf ei­ nem Druckerpapier 9′, wie in Fig. 2 gezeigt, wiedergibt. In Fig. 2 bezeichnet der Buchstabe W′ die Breite der auseinandergezogenen Darstellung 9 auf dem Druckerpa­ pier 9′. Die Breite W′ entspricht der Breite W des ge­ prüften Gegenstandes 1 in Fig. 1. Der Buchstabe A′ be­ zeichnet die Bewegungsrichtung der auseinandergezogenen Darstellung und entspricht der Bewegungsrichtung des untersuchten Gegenstandes 1 in Fig. 1. In Fig. 2 bezeich­ nen X und A Fehler, wie beispielsweise Verunreinigun­ gen, auf dem geprüften Gegenstand 1. X bezeichnet dabei solche Fehler, die nicht übersehen werden können, wäh­ rend O solche Fehler bezeichnet, die unbeachtet bleiben können. Aus diesem Grunde sind an jedem dieser Bezeichnungen X und O Symbole ausgedruckt, die die Größe der Fehler beispielsweise mit A1, A2, A3 und A4 andeuten. Fig. 2 zeigt weiterhin auf der auseinanderge­ zogenen Darstellung 9 in Richtung ihrer Breite W′ Diagrammmarkierungen in Millimetereinheiten, so daß die Positionen von Fehlern mit X- und O-Markierungen in Richtung der Breite W′ eindeutig bezeichnet sind.

In Fig. 1 bezeichnet der Buchstabe S die Ausgangsposi­ tion zur Prüfung des zu untersuchenden Gegenstandes 1. Es versteht sich von selbst, daß neben der Fehlerposi­ tion in Richtung der Breite W′ weitere Informationen auf der auseinandergezogenen Darstellung 9 ausgedruckt werden können.

Die auf dem Fehler-Feststellungssignal d basierende In­ formation D des Videoprozessors 5 wird einer Mischein­ richtung 6 zugeführt (Fig. 1). Dieser Mischeinrichtung 6 wird weiterhin ein Videosignal v von der Videokamera 2 zugeführt. Dementsprechend wird in der Mischeinrichtung 6 das Videosignal v und die Information D des Videopro­ zessors 5 gemischt, um ein gemischtes Signal C zu er­ zeugen, das einer Einrichtung 8 zur Aufnahme von Video­ signalen zugeführt wird. Diese Einrichtung 8 zur Auf­ nahme von Videosignalen verwendet ein Aufnahmemedium 10, wie beispielsweise eine Video-Floppy-Diskette o. ä., um das aus der Information D und dem Videosignal v ge­ mischte Signal C aufzunehmen. Dieses Aufnahmemedium 10 braucht nur insoweit spezifiziert zu werden, als die aufgenommene Information als ein statisches Bild reproduziert werden muß. Die mit dem Videosignal v ge­ mischte Information D enthält, sofern sich die rele­ vante Information nicht nur auf die Fehlerposition auf dem geprüften Gegenstand 1 beschränkt, ferner auch In­ formationen wie beispielsweise das Prüfdatum, den Pro­ dukttypus, die Nummer der Wareneinheit usw. Derartige Informationen können zum Zeitpunkt der Wiedergabe des aufgenommenen Videosignals von Interesse sein.

Der Videoprozessor 5 erzeugt eine Information D, die den Fehler oder die Fehlerposition in Richtung der Breite W enthält und die diese Information der Misch­ einrichtung 6 und dem Drucker 7 zuführt. Die Positions­ information, die der in Fig. 2 gezeigten auseinanderge­ zogenen Darstellung 9 oder der Einrichtung zur Aufnahme von Videosignalen 8 zugeführt wird, enthält gleichfalls die Information in Richtung der Länge des geprüften Ge­ genstandes 1. Zu diesem Zweck ist mit der nicht darge­ stellten Antriebswelle der Transportrolle für den Ge­ genstand 1, vgl. Fig. 1, ein Positionsdetektor 1′, wie beispielsweise eine Drehkodiereinrichtung o. ä., verbun­ den. Dieser Positionsdetektor 1′ übermittelt dem Video­ prozessor 5 ständig eine Positionsinformation I betref­ fend die Laufstrecke des geprüften Gegenstandes 1 von der Anfangsposition S der Untersuchung, so daß, wird ein Fehler festgestellt, die Entfernung (beispielsweise in Metereinheiten) von der Ausgangsposition S der Un­ tersuchung über die bis dahin zurückgelegte Zeit durch den Videoprozessor 5 errechnet wird. Derartige Entfer­ nungsinformationen M sind in der Information D enthal­ ten.

Diese Entfernungsinformationen M in Richtung der Länge (Bewegungsrichtung A) des geprüften Gegenstandes 1 wird, wie in Fig. 2 gezeigt, neben den betreffenden Mar­ kierungen X und O beispielsweise als Markierungen M1, M2, M3 und M4 zur Darstellung der den Fehlern entspre­ chenden Richtung der Breite W′, ausgedruckt. Die die Größe der Fehler bezeichnenden Markierungen A1, A2, A3 und A4 werden jeweils seitlich der betreffenden Infor­ mation M1 bis M4 ausgedruckt. Beim Betrachten der aus­ einandergezogenen Darstellung 9 ist daher leicht les­ bar, ob überhaupt Fehler auf der Oberfläche des unter­ suchten Gegenstandes 1 vorhanden sind, welcher Größe sie sind sowie an welcher Position des geprüften Gegen­ standes 1 in Richtung der Breite W und Richtung der Länge sie sich befinden.

Weiterhin liefert der Drucker 7 nicht ständig Drucker­ papier 9′, sondern nur wenn ein Fehler in der Einrich­ tung 4 zur Feststellung von Fehlern festgestellt wird. Der Drucker 7 liefert auf die Information D des Video­ prozessors 5 nur eine vorherbestimmte Menge an Drucker­ papier. Die Fehlerinformation wird, wie in Fig. 2 ge­ zeigt, auf das Druckerpapier 9′ gedruckt.

Daher wird keinerlei Aufzeichnungsmaterial, wie Druc­ kerpapier 9′ für die auseinandergezogene Darstellung verschwendet, sondern effektiv genutzt. Ähnlich der Einrichtung 8 zur Aufnahme von Videosignalen wird das Signal C mit Unterbrechungen zu der Zeit aufgenommen, zu der Fehler festgestellt werden, so daß auch die Auf­ nahmemedia 10, wie beispielsweise Floppy-Disketten, ge­ ringstmöglicher Abnutzung unterworfen sind.

Das Aufnahmemedium 10, wie beispielsweise eine Floppy- Diskette, wird üblicherweise in der Lage sein, die Bil­ der von etwa 50 Einheiten, wie etwa Bögen, des unter­ suchten Gegenstandes 1 aufzunehmen, so daß während oder nach der Untersuchung, wie beispielsweise in Fig. 1 ge­ zeigt, das aufgenommene Videosignal durch ein Wiederga­ begerät 11 vom Aufnahmemedium 10 wiedergegeben werden kann und dann auf einem Monitor 12 dargestellt wird. Wenn das dargestellte Bild mit der auseinandergezogenen Darstellung 9 als Ausdruck des Druckers 7 verglichen wird, ist eine exakte Beurteilung möglich, ob ein auf dem geprüften Gegenstand 1 festgestellter Fehler akzep­ tiert werden kann oder nicht. Abhängig von der Position und der Größe sowie sonstiger Aspekte ist es bei­ spielsweise möglich, die Unterschiede der Fehler auf dem untersuchten Gegenstand zu klassifizieren.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines Gegen­ standes, wobei eine Videokamera den Gegenstand auf­ nimmt und ein hierdurch gewonnenes Videosignal durch ein Prüfgerät verarbeitet wird, das einen Fehlerde­ tektor aufweist, so daß festgestellt wird, ob auf der Oberfläche des geprüften Gegenstandes Fehler vorhanden sind oder nicht, mit folgenden Bauteilen dieser Vorrichtung:

• a) eine Einrichtung zur Erzeugung von Positionsin­ formationen, die in Verbindung mit einer Ein­ richtung zur Zuführung des Gegenstandes vorgese­ hen ist und die Daten über die Zuführlänge des geprüften Objektes liefert;
• b) einen Videoprozessor, an den die Positionsinfor­ mation und Festellungssignale von der Ein­ richtung zur Erzeugung von Positionsinformatio­ nen sowie Fehlerfeststellungssignale zur Erzeu­ gung von Fehlerdaten geliefert werden; und
• c) einen Drucker, an den diese Fehlerdaten zur Erzeugung einer ausgedruckten, auseinandergezo­ genen Darstellung diese Fehlerfeststellungssi­ gnale zugeführt werden.

2. Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines Gegen­ standes, wobei eine Videokamera den Gegenstand auf­ nimmt und ein hierdurch gewonnenes Videosignal durch ein Prüfgerät verarbeitet wird, das einen Fehlerde­ tektor aufweist, so daß festgestellt wird, ob auf der Oberfläche des geprüften Gegenstandes Fehler vorhanden sind oder nicht, mit folgenden Bauteilen dieser Vorrichtung:

• a) eine Einrichtung zur Erzeugung von Positionsin­ formationen, die in Verbindung mit einer Ein­ richtung zur Zuführung des Gegenstandes vorgese­ hen ist und die Daten über die Zuführlänge des geprüften Objektes liefert;
• b) einen Videoprozessor, an den die Positionsinfor­ mation und Festellungssignale von der Ein­ richtung zur Erzeugung von Positionsinformatio­ nen sowie Fehlerfeststellungssignale zur Erzeu­ gung von Fehlerdaten geliefert werden; und
• c) eine Informationsmischeinrichtung, der Videosi­ gnale von der Videokamera sowie Informationen vom Videoprozessor zur Erzeugung eines gemisch­ ten Signales des Videosignals und der Informa­ tionen zugeführt werden;
• d) eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von Video­ signalen, die mit dem gemischten Signal zur Auf­ nahme des gemischten Signales auf einem Aufnah­ memedium versorgt wird;
• e) eine Wiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe von Videosignalen, die das von der Aufnahmeeinrich­ tung aufgenommene, gemischte Signal wiedergibt; und
• f) eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines durch die Wiedergabeeinrichtung wiedergegebenen Signa­ les.

3. Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines Gegen­ standes, wobei eine Videokamera den Gegenstand auf­ nimmt und ein hierdurch gewonnenes Videosignal durch ein Prüfgerät verarbeitet wird, das einen Fehlerde­ tektor aufweist, so daß festgestellt wird, ob auf der Oberfläche des geprüften Gegenstandes Fehler vorhanden sind oder nicht, mit folgenden Bauteilen dieser Vorrichtung:

• a) eine Einrichtung zur Erzeugung von Positionsin­ formationen, die in Verbindung mit einer Ein­ richtung zur Zuführung des Gegenstandes vorgese­ hen ist und die Daten über die Zuführlänge des geprüften Objektes liefert;
• b) einen Videoprozessor, an den die Positionsinfor­ mation und Festellungssignale von der Ein­ richtung zur Erzeugung von Positionsinformatio­ nen sowie Fehlerfeststellungssignale zur Erzeu­ gung von Fehlerdaten geliefert werden; und
• c) einen Drucker, an den diese Fehlerdaten zur Erzeugung einer ausgedruckten, auseinandergezo­ genen Darstellung diese Fehlerfeststellungssi­ gnale zugeführt werden;
• d) eine Informationsmischeinrichtung, der Videosi­ gnale von der Videokamera sowie Informationen vom Videoprozessor zur Erzeugung eines gemisch­ ten Signales des Videosignals und der Informa­ tionen zugeführt werden;
• e) eine Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme von Video­ signalen, die mit dem gemischten Signal zur Auf­ nahme des gemischten Signales auf einem Aufnah­ memedium versorgt wird;
• f) eine Wiedergabeeinrichtung zur Wiedergabe von Videosignalen, die das von der Aufnahmeeinrich­ tung aufgenommene, gemischte Signal wiedergibt; und
• g) eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines durch die Wiedergabeeinrichtung wiedergegebenen Signa­ les.

4. Vorrichtung zur Prüfung der Oberfläche eines Gegen­ standes nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, in der die Fehlerinformationen Informationen enthal­ ten, die die Größe des Fehlers und seine Positionen in Richtung der Länge und Breite des Gegenstandes bezeichnen.