CH656466A5 - Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenkontrolle eines werkstoffes. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Überprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche sowie eine Vorrichtung hierfür.

Bekannte sogenannte On-line Qualitätskontrollen werden beispielsweise durchgeführt nach dem magnetischen Streuflussverfahren, dem Ultraschallverfahren, dem Wirbek-stromverfahren oder aber auf triviale Weise nach dem optischen Verfahren. Letzteres setzt die direkte visuelle Inspektion der Oberfläche des Werkstoffes durch den Beobachter voraus. Hierbei wird heute in der Regel die Fernsehtechnik zur Hilfe genommen, wobei die Oberfläche ganz oder in Teilabschnitten auf einen oder mehrere TV-Monitoren abgebildet wird. Dabei werden durch kurzzeitige Kameraverschlüsse stehende Bilder des bewegten Werkstoffs erzeugt. Durch Auswahl von TV-Kameras günstiger spektraler Empfindlichkeit (z.B. im Infraroten) und Filterung des anfal-5 lenden Lichtes wird der Kontrast des farbigen Bildes für die Fehlererkennbarkeit durch ein Beobachter optimiert. Die zei-lenförmige Abtastung des TV-Bildes ermöglicht die rechnerische Erfassung der Oberflächenfehler über Mustererkennung und ihre Weiterverarbeitung zur Registrierung von Sorto tier- oder Steuerbefehlen für die Oberflächenbearbeitung.

Die Vorzüge der optischen Verfahren liegen in ihrer Anwendbarkeit bei beliebig hohen Objekttemperaturen und in der Vermeidung von Verschleiss oder Beschädigung von Detektoren durch die bewegten Prüflinge infolge des gross ls wählbaren Abstandes Kamera-Objekt, in der flächenhaften Erfassung der gesamten oder grosser Teile der Prüfflächen statt punkt- oder linienhafter Abrasterung bei allen anderen Verfahren.

Nachteilig wirkt sich dagegen aus, dass die Oberflächen-20 kontrolle nur bei relativ geringer Bandgeschwindigkeit möglich ist. Bei erhöhter Geschwindigkeit werden lediglich einzelne Bildausschnitte als stehendes Bild dargestellt, was dann nur noch die partielle (z.B. 20% der totalen Oberfläche) Inspektion erlaubt.

25 Je schneller die Bandgeschwindigkeit ist, umso schlechter bzw. seltener werden die Fehler erkannt.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen und ein möglichst kostengünstiges und einfaches System zur Qualitätskontrolle zu entwickeln, wobei auch die 30 bislang schon vorhandenen Kameras bzw. Bildschirme weiter benutzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren der obengenannten Art, bei dem die Verbindung zwischen Bildschirm und Kamera nur bei einem auftauchenden Fehler auf dem 3s Werkstoff hergestellt wird.

Dabei wird das Video-Signal von einem oberen und einem unteren Signalpegel eingegrenzt, deren Überschreitung während einer frei wählbaren Zeit t durch das Video-Signal die Auslösung eines Triggersignals zur Folge hat. Zwischen zwei 40 Triggersignalen wird das Fehlerbild durch einen Bildspeicher auf dem Monitor gehalten. Dieser Bildspeicher weist gleichzeitig eine derartig hohe Kapazität auf, dass er ein Bild oder mehrere aufeinanderfolgende Bilder abspeichern kann. Dieses Verfahren hat den grossen Vorteil, dass auf dem 45 Monitor nur Bilder von Flächenausschnitten mit Fehlern erscheinen, während fehlerfreie Bandstücke keine Bilder erzeugen. Dadurch wird die Konzentration des Bildschirmbeobachters nicht unnötig strapaziert.

Weiterhin kann der Werkstoff, beispielsweise ein Giess-50 band, mit relativ hoher Bandgeschwindigkeit laufen, denn es wird nur dann ein stehendes Bild auf dem Monitor erzeugt, wenn ein Oberflächenfehler auftaucht. Da Fehler nicht sehr häufig vorkommen, werden in der Regel alle Fehler ordnungsgemäss und richtig beurteilt. Das Bild bleibt solange 55 auf dem Monitor stehen, bis durch die Kamera ein neuer Oberflächenfehler entdeckt wird.

Bevorzugtermassen weist aber der Bildspeicher eine Kapazität für mehrere aufeinanderfolgende Bilder auf, die nacheinander abgerufen werden können, so dass ein neuer Ober-60 flächenfehler nicht unmittelbar zur Löschung des alten Fehlerbildes führt.

Weiterhin ist erfindungsgemäss eine Verzögerungseinrichtung zwischen der Triggerschaltung und dem Bildspeicher vorgesehen, mittels der ein durch die Bildtriggerung verur-65 sachtes Bild an weitere Stellen in der Bandlaufrichtung auf den Monitor projiziert werden kann. Dies hat eine Verschiebung des Bildes auf dem Monitor in bezug auf den Fehlerort zur Folge.

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Zudem kann an der Triggerschaltung eine zweite Kamera angeschlossen werden, mittels der ein zum Bild der ersten Kamera verschobener Bildausschnitt aufgenommen und dem Bildspeicher eingegeben wird. Auch dies verbessert die Fehlererkennung und insbesondere die Fehlerauswertung erheblich.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren sieht vor, dass zwischen dem Bildschirm und der Kamera eine Triggerschaltung sowie ein Bildspeicher angeordnet sind.

Bei der Ausgestaltung ist es möglich, versetzt zu der ersten Kamera eine zweite Kamera zu installieren, welche einen von der ersten Kamera verschobenen Bildausschnitt abtastet.

Vorzugsweise wird zwischen Triggerschaltung und Bildspeicher eine Verzögerungseinrichtung (Delay) eingebaut.

Bei dem Bildspeicher handelt es sich in der Regel um einen FIFO (First in First out) -Bildspeicher mit einer Kapazität für ein Bild oder mehrere aufeinanderfolgende Bilder.

Da in der Regel bei den bisher bestehenden bekannten Kontrolleinrichtungen bereits eine Kamera sowie ein Bildschirm vorhanden ist, genügt es zwischen diese beiden Einrichtungen einen Bildspeicher sowie eine Triggerschaltung nebst Verzögerungseinrichtung als Zusatzgerät einzubauen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1 : ein Diagramm eines Video-Signals mit einem Diagramm eines Trigger-Signals entsprechend dem Video-Signal.

Fig. 2: eine schematische Darstellung einer Anlage zur Oberflächenprüfung eines Werkstoffs;

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Eine Video-Kamera 1 nimmt die Oberfläche eines Giess-bandes 2 auf und steuert eine Triggerschaltung 3 an, welche über einen Schalter 4 mit einem Bildspeicher 5 verbunden ist. Der Bildspeicher 5 enthält vorzugsweise eine Ausleseeinrich-lo tung.

Der Inhalt des Bildspeichers 5 ist mittels eines Bildschirms 6 ablesbar.

Zwischen Triggerschaltung 3 und Bildspeicher 5 ist eine Verzögerungseinrichtung (Delay) 19 angeordnet.

is Mit dem Trigger 3 ist gegebenenfalls eine zweite Video-Kamera 7 zur Aufnahme eines zur ersten Kamera 1 verschobenen Bildausschnittes verbunden.

Gemäss Fig. 1 bewegt sich ein Video-Signal 10 zwischen einem oberen Signalpegel 11 und einem unteren Signalpegel 20 12. Fehler auf dem Giessband 2 bewirken ein Abweichen des Video-Signals 10, wobei die Signalpegel 11,12 über- oder unterschritten werden. Im vorliegenden Beispiel bestimmt das Video-Signal 10 ein Triggersignal 14. Am Punkt 15 überschreitet das Video-Signal 10 den oberen Signalpegel 11. 25 Nach einer frei wählbaren Zeit i bewirkt dies den Trigger-Impuls 16, der zum Entstehen der Verbindung von Kamera 1 mit Bildspeicher 5 führt. Dieses Bild bleibt solange stehen, bis durch Unterschreiten des unteren Signalpegels 12 am Punkt 17 die nächste Bildspeicherung durch einen nachfolgenden so Trigger-Impuls 18 ausgelöst wird.

1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

656466 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Überprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Bildschirm (6) und Kamera (1,7) nur bei einem auftauchenden Fehler auf dem Werkstoff (2) hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Video-Signal von einem oberen und einem unteren Signalpegel (11,12) eingegrenzt wird, deren Überschreitung (15,17) die Auslösung eines Trigger-Signals (16,18) zur Folge hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Trigger-Signalen (16,18) durch einen Bildspeicher (5) das Fehlerbild auf dem Monitor gehalten wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bildspeicher (5) ein Bild oder mehrere aufeinanderfolgende vollständige Bilder abgespeichert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bildtriggerung verursachte Bilder mittels einer Verzögerungseinrichtung zwischen Triggerschaltung (3) und Bildspeicher (5) an weitere Stellen der Bandlaufrichtung auf den Monitor projiziert werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zweiten Kamera (7) ein zum Bild der ersten Kamera (1) verschobener Bildausschnitt aufgenommen und über die Triggerschaltung (3) dem Bildspeicher (5) eingegeben wird.

7. Vorrichtung zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Überprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bildschirm (6) und der Kamera (1) eine Triggerschaltung (3) sowie ein Bildspeicher (5) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Kamera (1) eine zweite Kamera (7) einen von der ersten Kamera (1) verschobenen Bildausschnitt abtastet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Triggerschaltung (3) und Bildspeicher (5) eine Verzögerungseinrichtung ( 19) eingebaut ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildspeicher (5) ein FIFO (First in First out)-Bildspeicher mit einer Kapazität für ein oder mehrere Bilder ist.