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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen
von Fehlern in einem Gegenstand, der vorspringende Abschnitte aufweist, die
mit einem vorher bestimmten Abstand entlang eines Bogens in der
gleichen Gestalt ausgebildet sind, wobei der Gegenstand beispielsweise
ein Außenzahnrad,
ein Innenzahnrad, ein Ketterad oder ein mechanisches Element mit
vorspringenden Abschnitten beinhaltet, das zu jenen Modulen entlang
eines Teils eines Bogens äquivalent
ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren
und eine Vorrichtung, die vorzugsweise zum Erfassen eines ausgebrochenen
Abschnitts in einem Gegenstand, wie Gussteilen oder gesinterten
Produkten, an der Spitze des vorspringenden Abschnitts, aus dem
leicht ein Fehler oder Defekt gebildet werden kann.
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2. Beschreibung der verwandten
Technik
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Als
Fehlererfassungsverfahren und -vorrichtung dieses Typs ist es bekannt,
dass die Bezugsbilddaten eines guten Gegenstandes vorher bestimmt und
dann die Bilddaten eines untersuchten Gegenstands mit den Bezugsdaten
verglichen werden, um dadurch zu erfassen, ob an dem Gegenstand
ein zurückweisbarer
Fehler vorliegt.
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Nun
wird unten unter Bezugnahme auf die konzeptionelle Ansicht einer
Verarbeitungsprozedur, die in 8 gezeigt
ist, und die Ansicht des Verarbeitungsprinzips, die in 9 ge zeigt ist, ein herkömmliches
Fehlererfassungsverfahren und eine -vorrichtung dieses Typs kurz
erläutert.
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Beim
herkömmlichen
Fehlererfassungsverfahren und -vorrichtung wird zuerst als Vorverarbeitung
für die
tatsächliche
Untersuchung eines Fehlers ein Gegenstand mit der richtigen Gestalt
ohne Fehler an seinem Platz angeordnet und werden dann die Bilddaten
des Gegenstands erhalten, wie in 9(a) (Schritt
a1 von 8) gezeigt.
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Anschließend werden
die Bilddaten in einer Bildverarbeitungsvorrichtung oder dergleichen
als Bezugsbilddaten zum Ermitteln, ob an einem untersuchten Gegenstand
ein Fehler vorliegt, gespeichert (Schritt a2 von 8). Wie in 9(a) gezeigt,
enthält
der Bilddatenrahmen Information über
die Position des Gegenstandes, d.h. Information darüber, wo der
Gegenstand im Sichtfeld der Kamera angeordnet ist. Insbesondere
repräsentiert
diese Positionsinformation Adressen in einem Rahmenspeicher.
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Außerdem gibt
eine Bedienperson in diesem Vorverarbeitungsschritt von Hand Kriterien,
wie zulässige
Fehler in der Abmessung oder Gestalt des Gegenstands, ein, um zu
ermitteln, dass der Gegenstand unter Betrachtung der Eigenschaften
des Gegenstandes, wie Gestalt, Größe oder dergleichen, annehmbar
ist (Schritt a3 von 8). Übermäßig enge
Toleranzen würden übermäßig eingeengte
Kriterien GEHT/GEHT NICHT liefern, wohingegen locker bestimmte Toleranzen
ungenaue Kriterien GEHT/GEHT NICHT liefern würden.
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Bei
der Untersuchung eines neu hergestellten Gegenstandes wird der zu
untersuchende Gegenstand an dieselbe Position wie die des zur Vorbereitung
der oben genannten Bezugsbilddaten angeordneten guten Gegenstandes
gesetzt (Schritt a4 von 8).
Dann wird auf die gleiche Weise wie oben beschrieben ein Bilddatenrahmen
des untersuchten Gegenstandes erhalten, wie in 9(b) gezeigt (Schritt a5 von 8). Übrigens sollte es, wie in 9(b) gezeigt, selbstverständlich sein,
dass der untersuchte Gegenstand an seinem Umfangsabschnitt in seinem
Bildrahmen einen Fehler aufweist, wobei ein dem Fehler entsprechender
Abschnitt qualitativ mit einem leeren Kreis angegeben ist.
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Dann
werden die vorher wie oben beschrieben registrierten Bilddaten oder
der Bezug für
eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, in die Bildverarbeitungsvorrichtung
eingelesen und danach werden die Bezugsbilddaten und die gegenwärtige erfassten
Bilddaten des untersuchten Gegenstandes miteinander verglichen,
um den Unterschied dazwischen zu berechnen (Schritt a6 von 8). In der Praxis werden
die beiden Bilddatenrahmen im Rahmenspeicher der Bildverarbeitungsvorrichtung
Bit für Bit
verglichen, um die Abschnitte mit Inkonsistenzen der Dichte auszugeben.
Folglich kann der Unterschied zwischen den Bezugsdaten von 9(a) und den Untersuchungsdaten
von 9(b) qualitativ
in Form eines leeren Kreises ausgegeben werden, wie in 9(c) gezeigt.
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Mit
anderen Worten: die Größe der Fläche des
Kreises gibt den Grad an Inkonsistenz der Dichte zwischen den beiden
an, wobei eine kleinere Fläche einen
geringeren Grad an Inkonsistenz und eine größere Fläche einen höheren Grad an Inkonsistenz
angibt.
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Somit
wird schließlich
ermittelt, dass der untersuchte Gegenstand annehmbar ist, wenn der
Grad an Inkonsistenz oder das ausgegebene Unterschiedsniveau die
oben genannten Kriterien nicht übersteigen,
aber ermittelt, das der Gegenstand zurückweisbar, wenn das ausgegebene
Unterschiedsniveau die Kriterien übersteigt (Schritt a7 von 8).
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Wie
oben beschrieben enthalten jedoch die Bilddatenrahmen von 9(a) und 9(b) Information bezüglich der Position des Gegenstandes
im s-Rahmen. Wenn der Gegenstand bei der Vorbereitung von Bezugsbilddaten
oder der Untersuchung des Gegenstan des nicht richtig an seinem Platz
positioniert ist, würde
dies aufgrund einer Verschiebung in der Position einen erhöhten ausgegebenen
Unterschiedsgrad liefern und dadurch dazu führen, dass ermittelt wird,
dass der Gegenstand zurückweisbar
ist, sogar wenn der Gegenstand tatsächlich annehmbar ist.
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Andererseits
kann, wenn der Gegenstand eine im Allgemeinen runde Außendurchmesserkontur
aufweist, wie ein Außenzahnrad,
ein Innenzahnrad oder ein Kettenrad, und genau auf die gleiche Weise
an seinem Platz positioniert wurde, sogar wenn der äußere Umfang
des Gegenstandes an eine Einspanneinrichtung oder dergleichen anstößt und der
Gegenstand dadurch genau an seinem Platz positioniert wird, eine
durch die Drehung des Gegenstandes an seinem Platz verursachte Verschiebung der
Orientierung nicht kontrolliert werden. Somit würde eine Verschiebung in der
Drehorientierung des Gegenstandes zu einer Inkonsistenz der Position
der vorspringenden Abschnitte am äußeren Umfang führen, sogar
wenn der Außendurchmesserabschnitt des
Gegenstandes gegen eine Einspanneinrichtung oder dergleichen gedrückt wird,
um den Mittelpunkt des Gegenstandes genau zu positionieren. Diese
Inkonsistenz würde
bewirken, dass das vorher genannte Unterschiedsniveau sich erhöht, wodurch
sie es ziemlich schwierig macht genau zu ermitteln, ob an dem Gegenstand
ein Fehler vorliegt.
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Wie
oben beschrieben hatte das herkömmliche
Fehlererfassungsverfahren und die -vorrichtung dieses Typs den Nachteil,
dass sie es auf Grund einer Verschiebung der Position der Anordnung
oder der Drehorientierung äußerst schwierig
machten zu ermitteln, ob an dem Gegenstand ein Fehler vorliegt.
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Wie
aus dem vorher genannten Betriebsprinzip ersichtlich ist, ist es
außerdem
notwendig, für
jede Größe und Gestalt
eines Gegenstandes eines anderen Typs individuelle Bezugsdaten und
Kriterien vorzubereiten, um zu ermitteln, ob der Gegenstand annehmbar
ist. Somit wirft dies die Probleme auf, dass die Vorbereitung arbeitsintensiv
ist und Speichermittel mit einer erhöhten Kapazität zum Speichern
einer Vielzahl von Typen von Bezugsdaten und Kriterien erfordert.
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Die
Kriterien GEHT/GEHT NICHT werden durch eine Verschiebung der Position
der Anordnung und der Drehorientierung des Gegenstandes ebenfalls
beeinträchtigt
und somit ist keine vernünftige Führung zum
Bestimmen der Größe der Kriterien
verfügbar.
Dies wirft das Problem auf, dass es es schwierig macht Kriterien
bereitzustellen, die eine genaue Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist,
erlauben.
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Ferner
wird es bei der herkömmlichen
Vorrichtung dieses Typs gewöhnlich
praktiziert, dass ein untersuchter Gegenstand mit Licht beleuchtet
wird und dann das reflektierte Licht zum Abbilden den Gegenstandes
verwendet wird, um Bilddaten von Ihm zu erzeugen. Somit hätte in manchen
Fällen
abhängig von
der Beziehung zwischen der Farbe des untersuchten Gegenstandes und
der Hintergrundfarbe die Vorrichtung den Nachteil, dass sie es unmöglich macht,
einen ausreichenden Kontrast bereitzustellen, der für die Erzeugung
eines Binärbildes
aus der Bildinformation des Gegenstandes erforderlich ist.
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Ferner
haben Schatten oder dergleichen, die durch Umgebungslicht verursacht
werden, einen Effekt auf eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar
ist. Somit ist es sehr schwierig immer eine optimale Untersuchungsumgebung
bereitzustellen.
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Weitere
optische Fehlererfassungsverfahren und entsprechende Vorrichtungen
für im
wesentlichen kreisförmige
Objekte sind aus der
EP 0 791 822 ,
angewandt auf zylindrische Container, und aus der
EP 0 704 172 , angewandt auf Zigaretten,
bekannt.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Fehlererfassungsverfahren
und -system bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile des Standes
der Technik beseitigen, die immer eine richtige Ermittlung, ob ein
Gegenstand, wie ein Zahnrad oder ein Kettenrad, annehmbar ist, sogar
bei einer Verschiebung der Anordnungsposition oder der Drehorientierung
des Gegenstandes bereitstellen und die keine arbeitsintensive Vorbereitung
erfordern und die Festsetzung von Kriterien GEHT/GEHT NICHT erleichtern.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Erfassen eines Fehlers
an einem Gegenstand bereit, der vorspringende Abschnitte aufweist, die
mit einem vorher bestimmten Abstand entlang eines Bogens in der
gleichen Gestalt ausgebildet sind. Insbesondere stellt die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Erfassen eines Fehlers an den vorspringenden
Abschnitten eines Gegenstandes, der die vorspringenden Abschnitte
außerhalb
eines Bogens aufweist, wie ein Außenzahnrad oder ein Kettenrad,
bereit. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Ermittelns eines
Bogens, der eine Spitze jedes vorspringenden Abschnitts eines untersuchten
Gegenstandes umschreibt, und das Herleiten jedes Überlappungsbereichs,
der von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem inneren Abschnitt eines Bereichs, der durch den Bogen
definiert wird, und einem weggeschnittenen Abschnitt des Gegenstandes
gebildet wird, um eine Fläche
jedes Überlappungsbereichs
zu ermitteln. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte des Vergleichens
einer Fläche
jeder der Überlappungsbereiche
miteinander und das Ermitteln, dass an dem Gegenstand kein Fehler
vorliegt, wenn jede Flächendifferenz
in einen Bereich vorher bestimmter Kriterien fällt, hingegen des Ermittelns,
dass an dem Gegenstand ein Fehler vorliegt, wenn die Flächendifferenz
den Bereich der vorher bestimmten Kriterien übersteigt.
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Die
Größe jedes Überlappungsbereichs,
der von einem inneren Abschnitt eines Bogens, der die Spitze jedes
vorspringenden Abschnitts des untersuchten Gegenstandes umschreibt,
und einem weggeschnittenen Abschnitt des Gegenstandes gebildet wird,
enthält
keine Information bezüglich
der Position des Gegenstandes und ist ungeachtet der Position und
der Drehorientierung des Gegenstandes immer konstant. Daher macht
es eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, durch Vergleichen
der Fläche
dieser Überlappungsbereiche
miteinander möglich
eine genaue Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, ungeachtet
einer Verschiebung der Position oder der Drehorientierung des untersuchten Gegenstandes
bereitzustellen.
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Wenn
eine Anomalie, wie ein ausgebrochener Abschnitt, an der Spitze eines
vorspringenden Bereichs aufgetreten ist, werden benachbarte Überlappungsbereiche
der vorher genannten Überlappungsbereiche
nicht voneinander getrennt sondern miteinander integriert, wodurch
die Fläche
eines dem ausgebrochenen Abschnitt benachbarten Überlappungsbereichs beträchtlich
erhöht
wird. Genauer beträgt
die Fläche
des Überlappungsbereichs
zweimal oder mehr als die Fläche
eines normalen Überlappungsbereichs.
Als solches bewirt das Auftreten einer Anomalie, wie eines ausgebrochenen
Abschnittes, dass sich die Fläche
eines überlappenden
Bereichs in sprunghafter Weise deutlich ändert Dies macht es möglich, leicht
die Kriterien festzusetzen, die für eine Ermittlung, ob der Gegenstand
annehmbar ist, sowie dazu verwendet werden sollen einen ausgebrochenen
Abschnitt oder dergleichen tatsächlich
zu erfassen, der an der Spitze eines vorspringenden Abschnitts auftritt.
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Ferner
werden die für
eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, zu verwendenden
Daten bei der Untersuchung des Gegenstandes aus dem untersuchten
Gegenstand selbst hergeleitet. Dies beseitigt die Notwendigkeit
der Vorverarbeitung zum Erzeugen von Bezugsdaten im Voraus unter
Verwendung eines guten Probestücks,
wodurch die Vorbereitung vereinfacht wird. Außerdem werden die für eine Ermittlung,
ob der Gegenstand annehmbar ist, zu verwendenden Daten aus dem untersuchten
Gegenstand selbst hergeleitet. Dies verhindert, dass die Größe und Form
des Gegenstandes das Ergebnis einer Ermittlung, ob der Gegenstand
annehmbar ist, beeinflusst. Darüber
hinaus beseitigt dies die Notwendigkeit Bezugsdaten und Kriterien über den
Typ des untersuchten Gegenstandes festzusetzen, wodurch es unnötig gemacht
wird, eine Speichereinrichtung mit hoher Kapazität zum Speichern dieser Daten zu
verwenden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein System zum Erfassen eines Fehlers
an einem Gegenstand bereit, der vorspringende Abschnitte aufweist,
die mit einem vorher bestimmten Abstand entlang eines Bogens in
der gleichen Gestalt ausgebildet sind. Insbesondere stellt die vorliegende
Erfindung ein System zum Erfassen eines Fehlers an vorspringenden
Abschnitten eines Gegenstandes, der die vorspringenden Abschnitte
außerhalb
eines Bogens aufweist, wie ein Außenzahnrad oder ein Kettenrad,
bereit. Das System beinhaltet Abbildungsmittel zum Abbilden des
untersuchten Gegenstandes und Bilderfassungsmittel zum Halten eines
aufgenommen Bildes als digitale Daten. Das System beinhaltet auch
Erfassungsmittel für
Bereichsflächen
zum Analysieren der von den Bilderfassungsmitteln gehaltenen digitalen Daten,
um einen Bogen zu ermitteln, der eine Spitze jedes vorspringenden
Abschnitts des Gegenstandes umschreibt, und dann zum Herleiten jedes Überlappungsbereichs,
der von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem inneren Abschnitt eines Bereichs, der durch den Bogen
definiert wird, und einem weggeschnittenen Abschnitt des Gegenstandes
gebildet wird, um eine Fläche
jedes Überlappungsbereichs
zu ermitteln. Das System beinhaltet ferner Vergleichsmittel für Bereichsflächen zum
Vergleichen einer von den Erfassungsmitteln für Bereichsflächen ermittelten
Fläche
für jeden überlappenden
Bereich miteinander, um eine Flächendifferenz
zu ermitteln, und Fehlerermittlungsmittel zum Ermitteln, dass Fehler
am Gegenstand vorliegt, wenn die von den Vergleichsmitteln für Bereichsflächen ermittelte
Flächendifferenz
in einen Bereich von vorher bestimmten Kriterien fällt, dagegen
zum Ermitteln, dass ein Fehler am Gegenstand vorliegt, wenn die
Flächendifferenz den
Bereich der vorher bestimmten Kriterien übersteigt.
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Bei
dieser Konfiguration wird der untersuchte Gegenstand mit den Abbildungsmitteln
abgebildet und werden dann die digitalen Daten des resultierenden
Bildes mittels der Bilderfassungsmittel gehalten.
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Dann
analysieren die Erfassungsmittel für Bereichsflächen die
von den Bilderfassungsmitteln gehaltenen digitalen Daten, um einen
Bogen zu ermitteln, der eine Spitze jedes vorspringenden Abschnitts
des Gegenstandes umschreibt, und leitet dann jeden Überlappungsbereich
her, der von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem inneren Abschnitt eines Bereichs, der durch den Bogen
definiert wird, und einem weggeschnittenen Abschnitt des Gegenstandes
gebildet wird, um eine Fläche
jedes Überlappungsbereichs
zu ermitteln.
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Die
Vergleichsmittel für
Bereichsflächen
vergleichen die von den Erfassungsmitteln für Bereichsflächen ermittelten
Flächen
jedes Überlappungsbereich
miteinander, um eine Flächendifferenz
zu ermitteln. Schließlich
geben die Fehlerermittlungsmittel das Ergebnis einer Ermittlung
aus, das das Nichtvorhandensein von Fehlern angibt, wenn die von
den Vergleichsmitteln für
Bereichsflächen
ermittelte Flächendifferenz
in den Bereich von vorher bestimmten Kriterien fällt, wohingegen sie das Ergebnis
einer Ermittlung ausgeben, das das Vorhandensein eines Fehlers angibt,
wenn die Flächendifferenz
den Bereich der vorher bestimmten Kriterien übersteigt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Erfassen eines
Fehlers an einem Gegenstand bereit, der vorspringende Abschnitte
innerhalb eines Bogens aufweist, wie ein Innenzahnrad, wobei das
Verfahren die folgenden Schritte beinhaltet, um das vorher genannte
Ziel zu erreichen. Das Verfahren beinhaltet die Schritte des Ermittelns
eines Bogens, der eine Spitze jedes vorspringenden Abschnitts eines
untersuchten Gegenstandes einbeschreibt, und das Herleiten jedes Überlappungsbereichs,
der von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem äußeren Abschnitt
eines Bereichs, der durch den Bogen definiert wird, und einem weggeschnittenen
Abschnitt des Gegenstandes gebildet wird, um eine Fläche jedes Überlappungsbereichs
zu ermitteln. Das Verfahren beinhaltet ebenfalls die Schritte des
Vergleichens einer Fläche
jeder der Überlappungsbereiche
miteinander und das Ermitteln, dass an dem Gegenstand kein Fehler
vorliegt, wenn jede Flächendifferenz
in einen Bereich vorher bestimmter Kriterien fällt, hingegen des Ermittelns, dass
an dem Gegenstand ein Fehler vorliegt, wenn die Flächendifferenz
den Bereich der vorher bestimmten Kriterien übersteigt.
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Als
solches beinhaltet das Verfahren zum Erfassen eines Fehlers an einem
Gegenstand mit vorspringenden Abschnitten innerhalb eines Bogens den
Schritt des Vergleichens von Überlappungsbereichen
miteinander, wobei jeder Überlappungsbereich
von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem äußeren Abschnitt
eines Bereichs, der durch den die Spitze jedes vorspringenden Abschnitts
einbeschreibenden Bogen definiert wird, und einem weggeschnittenen
Abschnitt des Gegenstandes gebildet wird. Weitere Punkte sind die
gleichen wie die des Verfahrens zum Erfassen eines Fehlers an einem
Gegenstand mit vorspringenden Abschnitten außerhalb eines Bogens.
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Außerdem stellt
die vorliegende Erfindung auch ein System zum Erfassen eines Fehlers
an einem Gegenstand mit vorspringenden Abschnitten innerhalb eines
Bogens bereit, wie einem Innenzahnrad. Dieses System gestattet Erfassungsmitteln
für Bereichsflächen jeden Überlappungsbereich
herzuleiten, der von einem Überlappungsabschnitt
zwischen einem äußeren Abschnitt
eines Bereichs, der von dem die vorspringenden Abschnitte einbeschreibenden
Bogen definiert wird, und einem weggeschnittenen Abschnitt des Gegenstandes
gebildet wird, um eine Fläche
jedes Überlappungsbereichs
zu ermitteln und die Werte miteinander zu vergleichen.
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Weitere
Punkte sind die gleichen wie die des Systems zum Erfassen eines
Fehlers an einem Gegenstand mit vorspringenden Abschnitten außerhalb eines
Bogens.
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Außerdem beinhalten
diese Fehlererfassungssysteme ferner einen Beleuchtungskasten, um den
untersuchten Gegenstand darauf zu legen, und die Abbildungsmittel
sind gegenüber
der Be leuchtungsoberfläche
des Beleuchtungskastens angeordnet, wodurch ein ausreichender Kontrast
bereitgestellt wird, der für
eine Bildverarbeitung erforderlich ist.
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In
diesem Fall wird die Kontur des untersuchten Gegenstandes über eine
Ermittlung, ob das vom Beleuchtungskasten übermittelte Licht blockiert
wird, erfasst. Dies macht es möglich
die Kontur des untersuchten Gegenstandes ungeachtet der Farbe des Gegenstandes
oder der Wirkung von Umgebungslicht genau abzubilden.
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Außerdem können die
Abbildungsmittel dieser Fehlererfassungssysteme mit einem Bandpassfilter
versehen sein, um Licht mit anderen Wellenlängen als jenen des Lichts für den Beleuchtungskasten, um
damit den Gegenstand zu beleuchten, als nachteiliges Licht zu beseitigen.
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Dies
stellt eine Beseitigung der von der Intensität von Umgebungslicht ausgeübten Wirkung und
der Wirkung von dadurch erzeugten Schatten sicher.
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Die
Beschaffenheit, das Prinzip und der Nutzen der Erfindung wird aus
der folgenden ausführlichen
Beschreibung deutlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gelesen wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische
Konzeptionsansicht, die einfach die Verarbeitungsprozedur eines Fehlererfassungsverfahrens
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2(a) und (b) sind Ansichten,
die das Betriebsprinzip des Fehlererfassungsverfahrens gemäß der Ausführungsform
darstellt, wobei 2(a) eine Konzeptionsansicht
ist, die ein Kettenrad ohne Fehler in seinem erfass ten Bild zeigt,
und 2(b) die Konzeptionsansicht
zeigt, bei der die Überlappungsbereiche
hergeleitet sind;
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3(a) und (b) sind Ansichten,
die das Betriebsprinzip des Fehlererfassungsverfahrens gemäß der Ausführungsform
darstellt, wobei 3(a) eine Konzeptionsansicht
ist, die ein Kettenrad mit einigen Fehlern zeigt, wobei sein Bild
erfasst wurde, und 3(b) die
Konzeptionsansicht ist, bei der die Überlappungsbereiche hergeleitet
sind;
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4 ist eine schematische
Perspektivansicht, die die Abbildungsmittel und den Beleuchtungskasten
darstellt, die in der Ausführungsform verwendet
werden;
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5 ist ein schematisches
Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration eines Fehlererfassungssystems
darstellt, das in der Ausführungsform verwendet
wird;
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6 ist ein Flussdiagramm,
das speziell den Verarbeitungsvorgang des Fehlererfassungssystems
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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7 ist die Fortsetzung des
Flussdiagramms, das speziell den Verarbeitungsvorgang des Fehlererfassungssystems
gemäß der Ausführungsform
zeigt;
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8 ist eine schematische
Konzeptionsansicht, die die Verarbeitungsprozedur eines Fehlererfassungsverfahrens
und -systems aus dem Stand der Technik zeigt; und
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9(a), (b) und (c) sind schematische
Konzeptionsansichten, die das Betriebsprinzip des Fehlererfassungsverfahrens
und -systems aus dem Stand der Technik zeigen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
werden unten Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. 1 ist eine schematische Konzeptionsansicht,
die den Fluss der Verarbeitungsprozedur eines Fehlererfassungsverfahrens gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellt. Außerdem sind 2(a), (b) und 3(a), (b) Ansichten, die das Betriebsprinzip
gemäß der Ausführungsform
darstellen, wobei sie ein Beispiel einer Untersuchung eines durch
Gießen oder
Sintern hergestellten Kettenrades 1 zeigen. Es gibt ein
solches bei der Herstellung des Kettenrades 1 durch Gießen oder
Sintern angetroffenes Problem, dass die Spitze eines Moduls 1a oder
eines vorspringenden Abschnitts für ein Ausbrechen anfällig ist.
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Hier
kann beispielsweise eine in 4 gezeigte
CCD-Kamera 2 als Abbildungsmittel zum Abbilden des zu untersuchenden
Kettenrades 1 verwendet werden. Es wird ein Beleuchtungskasten 3 verwendet,
um das untersuchte Kettenrad 1 darauf zu legen, und ist
wünschenswerter
Weise an seiner Beleuchtungsoberfläche mit einem Diffusor 4 zum Streuen
von ausgegebenem Licht versehen, um die Lichtintensität innerhalb
eines vorher bestimmten Bereichs der Oberfläche einheitlich zu machen.
Andererseits ist die Abbildungslinse der CCD-Kamera 2, die
gegenüber
der Beleuchtungsoberfläche
des Beleuchtungskastens 3 angeordnet ist, mit einem Bandpassfilter 5 und
einer Haube (nicht gezeigt) zum Abschirmen von Störlicht versehen.
Hier dient der Bandpassfilter 5 dazu, das Licht vom Beleuchtungskasten 3 hindurchzulassen,
während
er die meisten Wellenlängen
des Umgebungslichts, wie Tageslicht und Licht von floureszierenden
oder weißglühenden Lampen
zu unterbricht.
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5 ist ein schematisches
Funktionsblockdiagramm, das die Konfiguration eines Fehlererfassungssystems 6 darstellt,
das in dieser Ausführungsform
verwendet wird. Der Hauptabschnitt des Fehlererfassungssystems 6 beinhaltet
einen Bildverarbei tungsabschnitt 7 zum Verarbeiten von
von der CCD-Kamera 2 aufgenommenen Bildern, einen Abschnitt 8 für die manuelle
Dateneingabe zum Festsetzen der Kriterien GEHT/GEHT NICHT und eine
Bildschirmeinrichtung 9 zum Anzeigen des Endergebnisses
einer Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, damit die Bedienperson
das Ergebnis sieht.
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Der
Bildverarbeitungsabschnitt 7, eine Art Steuerungseinrichtung,
die zum Beispiel aus einer Zentraleinheit (CPU), einem Festspeicher
(ROM), einem Direktzugriffsspeicher (RAM) und einem nichtflüchtigen
Speicher besteht, beinhaltet einen Rahmenspeicher, der als Bilderfassungsmittel
zum Halten der Bilddaten der CCD-Kamera 2 verwendet wird, und
Speichermittel für
Kriterien zum Speichern der Kriterien, die von der Bedienperson über den
Abschnitt 8 für
eine manuelle Dateneingabe festgesetzt wurden, in nichtflüchtiger
Weise.
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Außerdem weist
der Festspeicher des Bildverarbeitungsabschnittes 7 ein
Steuerprogramm oder Mittel für
die Implementierung von Funktionen auf, die darin installiert sind,
um jede Funktion der folgenden Mittel auszuführen. Das Programm führt die Funktion
von Erfassungsmitteln für
Bereichsflächen zum
Analysieren von Bilddaten im Rahmenspeicher aus, um den Bogen zu
ermitteln, der die Module 1a oder die vorspringenden Abschnitt
des Kettenrades 1 umschreibt, und die Fläche eines Überlappungsbereichs
zu ermitteln, in dem der innere Abschnitt des Bogens weggeschnittene
Abschnitte des Kettenrades 1 überlappt. Das Programm führt auch
die Funktion von Vergleichsmitteln für Bereichsflächen zum Vergleichen
der Flächen
jedes Überlappungsbereichs,
die von den Erfassungsmitteln für
Bereichsflächen
ermittelt wird, miteinander aus, um Differenzen der Fläche zu ermitteln.
Das Programm führt
ferner die Funktion von Fehlererfassungsmitteln zum Vergleichen
der resultierenden Flächendifferenz
mit den Kriterien aus, um schließlich zu ermitteln, ob der
Gegenstand annehmbar ist.
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Um
mit dem oben beschriebenen Fehlererfassungssystem zu ermitteln,
ob das Kettenrad 1 annehmbar ist, setzt die Bedienperson über den
Abschnitt 8 für
eine manuelle Dateneingabe an die Speichermittel für Kriterien
des Bildverarbeitungsabschnitts 7 im Voraus Kriterien mit
einer bestimmten Größe fest,
die als für
die Ermittlung, ob das Kettenrad 1 annehmbar ist, geeignet
betrachtet werden (Schritt b1 von 1).
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Was
zu diesem Zeitpunkt ein Problem wird, ist die Größe der Kriterien. Wenn ein
ausgebrochener Abschnitt an der Spitze eines Moduls 1a des
Kettenrades 1 vorliegt, wie in 3(b) gezeigt, werden beispielsweise bei
dieser Ausführungsform
von den Überlappungsbereichen 1b,
wo der Bogen, der die Module 1a des Kettenrades umschreibt
und die weggeschnittenen Abschnitte des Kettenrades 1 einander überlappen,
die beiden Überlappungsbereiche 1b,
die sich auf beiden Seiten des Moduls 1a mit dem ausgebrochenen
Abschnitt befinden, miteinander integriert, um einen Überlappungsbereich 1b zu
bilden, dessen Fläche
dadurch sprunghaft erhöht
ist. Wie deutliche aus 3(b) ersichtlich
ist, beträgt
die Fläche
dieses Abschnittes zweimal oder mehr der Fläche eines Überlappungsbereiches 1b mit
normalem Modul 1a.
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Die
endgültige
Ermittlung, ob das Kettenrad 1 annehmbar ist, wird entsprechend
der Flächendifferenz
der Überlappungsbereiche 1b,
d.h. auf der Basis eines Absolutwertes durchgeführt, der durch Subtrahieren
der Fläche
eines Überlappungsbereiches 1b von
der eines weiteren Überlappungsbereiches 1b bereitgestellt
wird. Somit kann beispielsweise ein Wert, der der Fläche eines
normalen Überlappungsbereiches 1b vergleichbar
ist, als Kriterium GEHT/GEHT NICHT festgesetzt werden.
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S
sei die Fläche
eines normalen Überlappungsbereiches 1b ohne
ausgebrochenen Abschnitt am Modul 1a. Dann beträgt die Fläche des Überlappungsbereichs 1b 2S
+ α, wobei
ein ausgebrochener Abschnitt eine Größe gleich der Fläche α an der Spitze
des Moduls 1a hat, und ist die Flächendifferenz zwischen den
beiden, |(2S + α) – S| oder
|S – (2S
+ α); immer
größer als
S.
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Folglich
ist in dieser Ausführungsform
alles, was nötig
ist, die Festsetzung eines Wertes gleich der Fläche eines normalen Überlappungsbereichs 1b als
Kriterium, um es möglich
zu machen einen ausgebrochenen Abschnitt an der Spitze des Moduls 1a tatsächlich zu
erfassen. Somit gibt es keine Unklarheit bei der Festsetzung von
Kriterien.
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Wenn
ermittelt wird, ob ein neu hergestelltes Kettenrad 1 annehmbar
ist, wie in 4 veranschaulicht,
wird zuerst das untersuchte Kettenrad 1 auf den Beleuchtungskasten 3 gelegt
und dann der Beleuchtungskasten 3 erhellt. Danach wird
das Bild des Kettenrades 1 mit der CCD-Kamera 2 vertikal
von oben aufgenommen und dann werden die resultierenden Bilddaten
im Rahmenspeicher oder den Bilderfassungsmitteln des Bildverarbeitungsabschnitts 7 erfasst
(Schritt b2 von 1).
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Dann
werden die Bilddaten über
eine übliche Anwendung
einer Grauskalenschwelle in Binärdaten umgewandelt,
um digitale Daten bereitzustellen, die dem Bild des Kettenrades 1 entsprechen
(Schritt b3 von 1.).
Hier stellt 2(a) ein
Beispiel von normalen Daten des Moduls 1a des Kettenrads 1 ohne ausgebrochenen
Abschnitt dar, während 3(a) ein Beispiel von Daten
einiger fehlerhafter Module 1a mit ausgebrochenen Abschnitten
darstellt.
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Wie
oben beschrieben macht die CCD-Kamera 2 von dem durchgelassenen
Licht vom Beleuchtungskasten 3 Gebrauch, um ein Bild aufzunehmen,
wodurch es möglich
gemacht wird einen höheren
Kontrast als einen herkömmlichen
bereitzustellen, der von reflektiertem Licht gebraucht macht. Außerdem wird
der Bandpassfilter 5 dazu verwendet die Wirkung von Umgebungslicht
gründlich
zu beseitigen, wodurch es möglich
gemacht wird geeignete Daten eines Binärbildes ohne Rauschen über einfaches
Anwenden einer Grauskalenschwelle bereitzustellen, wie in
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2(a) und 3(a) gezeigt. Übrigens kommen die rechteckigen
schattierten Abschnitte, die auf beiden Seiten des Kettenrades 1 in 2(a) und 3(a) gefunden werden, von einer Einspanneinrichtung 10,
die verwendet wird, um das Kettenrad 1 auf den Beleuchtungskasten 3 zu
setzen.
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Dann
werden die Erfassungsmittel für
Bereichsflächen
des Bildverarbeitungsabschnitts 7 aktiviert, um die digitalen
Daten im Rahmenspeicher zu analysieren. Es wird dann ein Bogen 11 ermittelt,
der jene vielfachen Module 1a umschreibt. Dann werden vielfache Überlappungsbereiche 1b hergeleitet,
in denen die durch den Bogen 11 definierten inneren Bereiche
und die weggeschnittenen Abschnitte des Kettenrades 1 einander überlappen
(Schritt b4 von 1).
Dann wird die Fläche
jedes Überlappungsbereichs 1b,
d.h. die Fläche
jedes halbkreisförmigen schattierten
Abschnitts ermittelt, wie in 2(b) oder 3(b) gezeigt (Schritt b5
von 1).
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Wie
oben beschrieben werden die beiden Überlappungsbereiche 1b,
die sich auf beiden Seiten des Moduls 1a mit ausgebrochenem
Abschnitt befinden, miteinander integriert, um einen Überlappungsbereich 1b zu
bilden, wie in 3(b) gezeigt,
wodurch die Fläche
der beiden Bereiche zweimal oder größer als die Fläche des Überlappungsbereichs 1b mit
einem normalen Überlappungsbereich 1b gemacht
wird.
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Dann
werden die Vergleichsmittel für
Bereichsflächen
und die Fehlererfassungsmittel des Bildverarbeitungsabschnitts 7 aktiviert,
um die Flächen
jedes Überlappungsbereichs 1b miteinander
zu vergleichen und dadurch jede Flächendifferenz zwischen den Überlappungsbereichen 1b zu
ermitteln. Es wird dann ermittelt, dass das Kettenrad 1 keinen Fehler
aufweist, wenn die Flächendifferenzen
in den Bereich der vorher festgelegten Kriterien fallen, wohingegen
ermittelt wird, dass das Kettenrad 1 Fehler aufweist, wenn
die Flächendifferenzen
den Bereich der Kriterien übersteigen
(Schritt b6 von 1). Dann wird
das Ergebnis der Ermittlung an die Bildschirmeinrichtung 9 ausgegeben.
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Folglich
wird in dem in 2(b) gezeigten Beispiel
ermittelt, dass das Kettenrad 1 annehmbar ist, da es fast
keine Flächendifferenzen
zwischen den Überlappungsbereichen 1b gibt.
Andererseits gibt es im Beispiel von 3(b) einen Überlappungsbereich 1b mit
einer großen
Fläche,
bei der zwei Überlappungsbereiche 1b über den
ausgebrochenen Abschnitt der Spitze des Moduls 1a miteinander
verbunden sind. Die Flächendifferenz
zwischen dem verbundenen Überlappungsbereich 1b und
einem weiteren Überlappungsbereich 1b mit
normaler Größe der Fläche übersteigt
100 der Fläche
des normalen Überlappungsbereichs 1b,
wodurch gestattet wird, dass das Ergebnis, dass das Kettenrad 1 zurückweisbar ist,
ausgegeben wird.
-
Hier
in dem in 2(a) oder 3(a) gezeigten Beispiel
wird die Einspanneinrichtung 10 verwendet, um beide Seiten
des Kettenrades 1 zu befestigen. In diesem Fall kann die
Fläche
des Überlappungsbereiches 1b,
der mit dem Schatten der Einspanneinrichtung 10 zusammenstößt, d.h.
die Fläche der Überlappungsbereiche 1b,
die sich auf sowohl der rechten als auch linken Seite befindet,
ungeachtet des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins eines Fehlers
im Modul 1a als kleiner erfasst werden.
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Wie
in 3(b) gezeigt, sei
in dieser Hinsicht S die Fläche
eines normalen Überlappungsbereichs und β die Fläche des
Abschnitts, wo sowohl der rechten als auch linken Seite die Einspanneinrichtung 10 mit
dem Überlappungsbereich
auf zusammenstößt. Dann
beträgt
die Differenz zwischen der Fläche
des Überlappungsbereichs 1b,
der sich auf sowohl der rechten als auch linken Seite befindet,
(S – β) und der Fläche S eines
anderen normalen Überlappungsbereichs 1b,
|S – β – S| oder
|S – (S – β)|, β. Das β in den Bereich
0 < β < S fällt, ist
die Flächendifferenz
immer kleiner als die Fläche
S eines normalen Überlappungsbereichs 1b.
Mit anderen Worten: es kann kein in dem Abschnitt, in dem die Einspanneinrichtung 10 mit
dem Überlappungsbereich 1b auf
sowohl der rechten als auch linken Seite zusammenstößt, kein Fehler
erfasst werden.
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Daher
kann das Kriterium GEHT/GEHT NICHT auf einen Wert gleich der Fläche eines
normalen Überlappungsbereichs 1b festgesetzt
werden. Sogar wenn ein Teil des Überlappungsbereichs 1b mit
der Einspanneinrichtung 10 überlappt, macht dies es möglich, eine
richtige Ermittlung, ob das Kettenrad 1 annehmbar ist,
ohne jeglichen Fehler in der Ermittlung, der durch die Überlagerung
mit der Einspanneinrichtung 10 bewirkt wird, bereitzustellen.
Das heißt,
es ist vollkommen unnötig,
dass die Bedienperson der Anordnungsposition oder der Orientierung des
Kettenrades 1 sowie der Überlagerung mit der Einspanneinrichtung 10 Aufmerksamkeit
schenkt.
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Ferner
kann nicht nur ein Kettenrad 1 mit gewöhnlicher Gestalt, an dessen
gesamtem Umfang Module 1a ausgebildet sind, sondern auch
ein Kettenrad 1 mit spezieller Gestalt, die gestattet,
dass Module 1a am äußeren Umfang
des Bogens eines mechanischen Elements mit Sektorform ausgebildet sind,
richtig ermittelt werden, indem Abschirmplatten auf beiden Seiten
des Kettenrades 1 angeordnet werden, um das Licht aus dem
Beleuchtungskasten 3 abzudecken. Die Daten der in diesem
Fall herzuleitenden Überlappungsbereiche
sind qualitativ zu denen von 2(b) oder 3(b) gleich.
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Andererseits
wird angenommen, dass im Allgemeinen das Kettenrad 1 mit
Modulen 1a, die entlang seines gesamten äußeren Umfangs
ausgebildet sind, abgebildet wird, d.h. das Kettenrad 1 im
Allgemeinen eine kreisförmige
Kontur hat und deren gesamtes Bild vollständig im Sichtfeld der CCD-Kamera 2 untergebracht
wird, ohne die Einspanneinrichtung 10 zu verwenden. In
diesem Fall tritt ein solches Phänomen,
dass eine kleinere Fläche
als die tatsächliche Fläche eines
normalen Überlappungsbereichs
erfasst wird, nicht auf. Daher wird sogar kein Problem aufgeworfen,
wenn der Wert des Kriteriums so festge setzt wird, dass er beträchtlich
kleiner als die Fläche
eines normalen Überlappungsbereichs 1b ist.
In diesem Fall macht es ein Festsetzen des Wertes des Kriteriums
auf einen ausreichend kleinen möglich nicht
nur einen abgeschlagenen Abschnitt an der Spitze eines Moduls 1a,
sondern auch Anomalien, wie Grate oder ausgebrochene Abschnitte,
in dessen Tal zu erfassen.
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Nun
wird der Verarbeitungsvorgang des Fehlererfassungssystems 6 gemäß dieser
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 6 und 7 besonders
erläutert.
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Zuerst
schaltet die Bedienperson den Netzstrom des Beleuchtungskastens 3 ein
und legt ein zu untersuchendes Kettenrad 1 auf den Beleuchtungskasten 3.
Dann schaltet die Bedienperson den Start-Schalter des Fehlererfassungssystems 6 ein und
dadurch leitet die CPU des Bildverarbeitungsabschnitts 7 (die
nachfolgend einfach als die CPU bezeichnet wird) den Verarbeitungsvorgang
entsprechend dem Steuerprogramm des ROM ein.
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Zuerst
gibt die CPU einen Momentaufnahme-Befehl an die CCD-Kamera 2 oder
die Abbildungsmittel, um zu gestatten, dass die CCD-Kamera 2 das
Bild des Kettenrades 1 aufnimmt, und liest dann die sich
ergebenden Bilddaten in den Rahmenspeicher oder die Bilderfassungsmittel
(Schritt c1).
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Dann
führt die
CPU die übliche
Anwendung einer Grauskalenschwellen an den Bilddaten durch, um das
Bild in zwei Grauskalenniveaus zu erzeugen, wodurch die resultierenden
digitalen Baten bereitgestellt werden, die dem Bild des Kettenrades 1 entsprechend
(Schritt c2).
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Dann
analysieren die CPU oder die Erfassungsmittel für Bereichsflächen die
digitalen Daten, um den Bogen 11 zu ermitteln, der die
vielfachen Module 1a des Kettenrades 1 umschreibt,
wie in 2(a) oder 3(a) gezeigt (Schritt c3).
Dann leitet die CPU die vielfachen Überlappungsbereiche 1b her,
die durch den Abschnitt gebildet werden, in dem der durch den Bogen 11 definierte
innere Bereich mit dem weggeschnittenen Abschnitt des Kettenrades 1 überlappt
(Schritt c4).
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Beispiele
der hergeleiteten Überlappungsbereiche 1b sind
in 2(b) und 3(b) dargestellt. Wie oben
beschrieben stellt 2(a) ein
Beispiel eines normalen Kettenrades 1 ohne Fehler dar,
während 3(a) ein Bespiel eines Kettenrades 1 darstellt,
bei dem einige Module 1a einen Fehler aufweisen.
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Dann
setzen die CPU oder die Erfassungsmittel für Bereichsflächen den
Wert des Index i auf Eins (Schritt c5) und wählen dann aus den in 2(b) oder 3(b) gezeigten hergeleiteten Daten einen Überlappungsbereich 1b aus,
um die Fläche
des Überlappungsbereichs 1b zu
ermitteln (Schritt c6). Die CPU speichert dann vorübergehend den
Wert der sich ergebenden Fläche
in einem Flächenspeicherregister
(Ri), das dem Wert des Index i entspricht (Schritt c7).
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Dann
ermitteln die CPU oder die Erfassungsmittel für Bereichsflächen, ob
die Auswahlverarbeitung an allen durch die Verarbeitung in Schritt
c4 ausgewählten Überlappungsbereichen 1b durchgeführt wurde
(Schritt c8). Wenn irgendeiner der Überlappungsbereiche 1b nicht
ausgewählt
wurde, wird der Wert des Index i um Eins erhöht (Schritt c9). Dann wird
auf die gleiche oben beschriebene Weise die Verarbeitung wiederholt
durchgeführt,
bei der der folgende Überlappungsbereich 1b ausgewählt wird,
um dessen Fläche
zu ermitteln, und der Wert der Fläche vorübergehend in einem Flächenspeicherregister R(i)
gespeichert wird, das dem Wert des Index i entspricht (Schritte
c6 bis c9).
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Dann
wird eine solche Verarbeitung wiederholt ausgeführt, um dadurch alle Überlappungsbereiche 1b auszuwählen und
die Fläche
jedes der Bereiche im Flächenspeicherregister
R(i) zu speichern. Danach verlassen die CPU oder die Erfassungsmittel für Bereichsflächen diese
Verarbeitungsschleife.
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Übrigens
weist das Beispiel von 2(b) acht Überlappungsbereiche 1b auf
und liefert daher Acht für
den Endwert des Index i, während
das Beispiel von 3(b) sieben Überlappungsbereiche 1b aufweist
und daher für
den Endwert des Index i Sieben liefert.
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Dann
speichern die CPU oder die Vergleichsmittel für Bereichsflächen vorübergehend
den Flächenwert
im Bezugsflächen-Speicherregister
S, der in dem Flächenspeicherregister
R(i) gespeichert ist, das dem laufenden Wert des Index i entspricht, d.h.
den Flächenwert
des Überlappungsbereichs 1b, der
in der vorher genannten Verarbeitungsschleife zuletzt eingelesen
wurde (Schritt c10). Dann verringert die CPU den Wert des Index
i um Eins (Schritt c11) und ermittelt dann, ob der laufende Wert
des Index i kleiner als der Anfangswert von 1 ist, d.h. die Vergleichsverarbeitung
zwischen der Fläche
des Überlappungsbereichs 1b,
der zuletzt gelesen wurde, und der Fläche jedes der anderen Überlappungsbereiche 1b außer dem
vorigen vollständig
durchgeführt
wurde.
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Wenn
der Wert des Index i nicht kleiner als der Anfangswert 1 ist
und die Vergleichsverarbeitung noch nicht abgeschlossen wurde, lesen
die CPU oder die Vergleichsmittel für Bereichsflächen von
neuem den Wert der Fläche
eines Überlappungsbereichs 1b,
der dem laufenden Wert des Index i entspricht (Schritt 13).
Dann berechnet die CPU die Differenz zwischen der Fläche und
derjenigen, die im Bezugsflächen-Speicherregister
S gespeichert ist, um zu ermitteln, ob die Flächendifferenz in den Bereich
des Kriteriums ε,
as vorher im nichtflüchtigen
Speicher gespeichert wurde, der als Kriterienspeichermittel verwendet
wird, beispielsweise in 100% eines normalen Überlappungsbereichs 1b fällt (Schritt
c14).
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Wenn
die Flächendifferenz
zwischen dem Bezugsflächen-Speicherregister
S und dem Flächenspeicherregister
R(i) in den Bereich des Kriteriums ε fällt, vermindern die CPU oder
die Vergleichsmittel für Bereichsflächen den
Wert des Index i um Eins, um die Verarbeitung für die Ermittlung am laufenden Wert
des Index i erneut durchzuführen.
Dann liest die CPU auf die gleiche Weise wie oben beschrieben von neuem
den Wert des Flächenspeicherregisters
R(i), das dem laufenden Wert des Index i entspricht, um die Flächendifferenz
zwischen dem Wert und dem Bezugsflächen-Speicherregister S zu
berechnen, und wiederholt dann eine Ermittlung, ob die Flächendifferenz
in den Bereich des Kriteriums ε fällt (Schritte c1
bis c14).
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Es
wird angenommen, dass die Ermittlung von Schritt c12 wahr wurde,
während
eine solche Verarbeitung wiederholt ausgeführt wird, d.h. für alle Flächendifferenzen
zwischen den Überlappungsbereichen 1b,
der zuletzt gelesen wurde und jedem der anderen Überlappungsbereiche 1b festgestellt
wurde, dass sie in den Bereich des Kriteriums ε fallen. In diesem Fall ermitteln
die CPU oder die Fehlerermittlungsmittel, dass es an der Spitze
aller Module 1a des Kettenrades 1 keinen Fehler
gibt, und geben dann ein Signal, das das Nichtvorhandensein von Fehlern
angibt, an die Bildschirmeinrichtung 9 aus (Schritt c16).
Die Bildschirmeinrichtung 9 empfängt das Signal und zeigt dann
an, dass das Kettenrad 1 annehmbar ist, so dass die Bedienperson
die Anzeige sehen kann.
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Im
Beispiel von 2(b) ist
es abhängig
von der Reihenfolge des Lesens der Flächendaten in der vorher genannten
Verarbeitung von Schritt c7 möglich,
dass der Flächenwert
eines Überlappungsbereichs 1b mit
normaler Größe gespeichert
ist und ein Flächenwert,
der kleiner als der normale ist, was durch die Überlagerung mit der Einspanneinrichtung 10 bewirkt
wird, im Bezugsflächen-Speicherregister S
gespeichert wird. Sogar wenn irgendein Wert als Bezugsfläche S definiert
wurde, kommt es jedoch nie vor, dass die Flächendifferenz zwischen einem
anderen Überlappungsbereich 1b und
der Bezugsfläche
S 100% des normalen Wertes übersteigt,
wodurch ermittelt wird, dass das Kettenrad 1 annehmbar
ist. Daher liefert jede Reihenfolge des Lesens der Flächendaten
im vorher genanten Schritt c7 die Daten von 2(b) mit der Ermittlung, dass das Kettenrad 1 annehmbar
ist.
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Es
wird andererseits angenommen, dass die Ermittlung von Schritt c14
wahr wurde, während
die Verarbeitung in den Schritt c11 bis c14 wiederholt ausgeführt wird,
d.h. für
irgendeine der Flächendifferenzen
zwischen dem überlappenden
Bereich 1b, der zuletzt gelesen wurde, und jedem der anderen Überlappungsbereiche 1b festgestellt
wurde, dass sie den Bereich des Kriteriums εübersteigt. In diesem Fall ermitteln
die CPU oder die Fehlerermittlungsmittel, dass es an der Spitze
wenigstens eines oder mehrerer Module 1a einen Fehler gibt,
und geben dann ein Signal, das das Vorhandensein von Fehlern angibt,
an die Bildschirmeinrichtung 9 aus (Schritt c15). Die Bildschirmeinrichtung 9 empfängt das
Signal und zeigt dann an, dass das Kettenrad 1 zurückweisbar
ist, so dass die Bedienperson die Anzeige sehen kann.
-
Im
Beispiel von 3(b) ist
es abhängig
von der Reihenfolge des Lesens der Flächendaten in der vorher genannten
Verarbeitung von Schritt c7 möglich,
dass der Flächenwert
eines Überlappungsbereichs 1b mit
normaler Größe gespeichert
ist und ein Flächenwert,
der kleiner als der normale ist, was durch die Überlagerung mit der Einspanneinrichtung 10 bewirkt
wird, gespeichert ist und ein Flächenwert eines Überlappungsbereichs 1b,
der größer als
der normale ist, was durch gegenseitig verbundene Überlappungsbereiche 1b verursacht
wird, die sich aus einem ausgebrochenen Abschnitt an der Spitze des
Moduls 1a ergab, im Bezugsflächen-Speicherregister S gespeichert
wird.
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Wenn
der Flächenwert
eines Überlappungsbereichs
mit einer normalen Größe als Bezugsfläche S gespeichert
ist, übersteigt
die Flächendifferenz
zwischen dem Überlappungsbereich,
der auf Grund der gegenseitig verbundenen Überlappungsbereiche 1b, die
durch den ausgebrochenen Abschnitt an der Spitze des Moduls 1a verursacht
werden, größer als
der normale Wert gemacht wird, und der Bezugsfläche S 100% des normalen Wertes.
Wenn andererseits der Flächenwert
des Überlappungsbereichs 1b,
der kleiner als der normale Wert ist, was sich aus der Überlagerung
mit der Einspanneinrichtung 10 ergab, als Bezugsfläche S gespeichert
ist, übersteigt
die Flächendifferenz
zwischen dem Überlappungsbereich 1b,
der aufgrund der gegenseitig verbundenen Überlappungsbereiche 1b größer gemacht
wird, was durch den ausgebrochenen Bereich an der Spitze des Moduls 1a verursacht
wird, und der Bezugsfläche
S 100% des normalen Wertes. Wenn ferner der Flächenwert eines Überlappungsbereichs 1b,
der aufgrund der gegenseitig verbundenen Überlappungsbereiche 1b,
die durch den ausgebrochenen Abschnitt an der Spitze des Moduls 1a verursacht wird,
größer als
der normale Wert gemcht wird, als Bezugsfläche S gespeichert ist, übersteigt
die Flächendifferenz
zwischen dem Überlappungsbereich 1b mit
normaler Größe und der
Bezugsfläche
S 100% des normalen Wertes. Außerdem übersteigt die
Flächendifferenz
zwischen dem Überlappungsbereich 1b,
der kleiner als der normale Wert gemacht wurde, was sich aus der Überlagerung
mit der Einspanneinrichtung 10 ergab, und der Bezugsfläche S ebenfalls
100% des normalen Wertes. Daher liefert jede Reihenfolge des Lesens
der Flächendaten
im vorher genanten Schritt c7 immer die Daten von 3(b) mit der Ermittlung, dass das Kettenrad 1 zurückweisbar
ist.
-
Wie
oben beschrieben wurde als eine Ausführungsform solch ein Beispiel
beschrieben, bei dem das Kriterium ε im Voraus von der Bedienperson festgesetzt
werden. Der Wert der Kriterien ε muss
jedoch nicht notwendigerweise von Hand im Vorbereitungsstatium festgesetzt
werden und kann automatisch über
interne Verarbeitung der CPU im Stadium der Untersuchung des Kettenrades 1 erzeugt
werden. Nun wird kurz die Verarbeitung zum automatischen Erzeugen
der Kriterien ε erläutert.
-
In
dem Stadium, in dem die Ermittlung von Schritt c8 über die
vorher genannte Verarbeitung der CPU wahr wurde, sind alle Flächendaten
der Überlappungsbereiche 1b in
jedem Flächenspeicherregister
R(i) gespeichert. Daher können
im Prinzip alle Werte des Flächenspeicherregisters
R(i) in diesem Stadium zusammen addiert werden, um einen Durchschnitt
zu ermitteln, der als Kriterium ε verwendet
wird.
-
Da
die Einspanneinrichtung 10 vielleicht oft verwendet wird,
um in der Praxis das Kettenrad 1 grob zu positionieren,
gibt es jedoch eine große
Möglichkeit,
dass der Wert von Flächen
der Überlappungsbereiche 1b auf
beiden Seiten des Kettenrades 1, die kleiner als der eigentliche
Wert sind, im Flächenspeicherregister
R(i) gespeichert werden. Daher werden durch Einsatz der herkömmlich bekannten Sortierverarbeitung
die beiden Werte des Flächenspeicherregisters
R(i), die die kleinsten Werte haben, in die Berechnung des Durchschnitts
nicht eingeschlossen. Außerdem
wird im Falle des Vorhandenseins eines ausgebrochenen Abschnittes
an der Spitze eines Moduls ein Wert, der beträchtlich größer als der normale Wert ist,
im Flächenspeicherregister R(i)
gespeichert. Folglich werden entsprechend der Wahrscheinlichkeit
des Auftretens von ausgebrochenen Abschnitten eines Moduls 1a durch
Einsatz der herkömmlich
bekannten Sortierverarbeitung n Werte des Flächenspeicherregisters R(i),
die die größten Werte
haben, von der Berechnung des Durchschnitts ausgeschlossen. Normalerweise
ist es kaum vorstellbar, dass zwei oder mehr ausgebrochene Abschnitte in
einem Kettenrad 1 auftreten. Somit kann der größte Wert
des Flächenspeicherregisters
R(i) aus der Berechnung des Durchschnitts ausgeschlossen werden,
indem man in der Praxis n=1 lässt.
-
Als
solches werden die beiden Flächenspeicherregister
R(i) mit den kleinsten Werten und das Flächenspeicherregister R(i) mit
dem größten Wert ausgeschlossen,
um die Gesamtsumme des Flächenspeicherregisters
R(i) zu ermitteln. Dann wird der sich ergebende Wert durch (den
Endwert von i – 2 – n) ge teilt,
um den Flächenwert
eines normalen Überlappungsbereichs 1b zu
ermitteln und somit kann der sich ergebende Wert als Kriterium ε verwendet
werden.
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Eine
solche Verarbeitung kann zu dem Zeitpunkt durchgeführt werden,
zu dem die Ermittlung von Schritt c8 wahr wurde, um den Wert des
Kriteriums ε automatisch
zu erzeugen, wodurch es möglich gemacht
wird, die in Schritt b1 von 1 gezeigte Vorbereitung
vollständig
zu beseitigen.
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Es
wurden oben die Verarbeitungsprozeduren zum Erfassen fon Fehlern
an einem Gegenstand mit vorspringenden Abschnitten an dessen äußerem Umfang
eines Bogens und die Implementierungsmittel einer wesentlichen Vorrichtung
beschrieben. Durch Anwenden der gleichen Verarbeitungsprozeduren
und Implementierungsmittel wie den oben beschriebenen ist es jedoch
auch möglich
einen Fehler an einem Gegenstand, wie einem Innenzahnrad, zu erfassen,
das Module an seinem inneren Umfang eines Bogens aufweist. In diesem
Fall kann ein Bogen, der die Spitze der vorspringenden Abschnitte
der Module oder dergleichen einbeschreibt, ermittelt werden, und
dann kann jeder Überlappungsbereich,
der vom Überlappungsabschnitt
zwischen dem äußeren Abschnitt
eines durch diesen Bogen definierten Bereichs und dem weggeschnittenen
Abschnitt des Gegenstandes gebildet wird, hergeleitet werden, um Flächendifferenzen
zwischen den Überlappungsbereichen
zu ermitteln. Dann kann der Verarbeitungsvorgang auf die gleiche
Weise durchgeführt
werden, wie oben beschrieben. In dieser Hinsicht kann der Unterschied
bei der Modifikation leicht aus der vorher genannten Ausführungsform
ausgeführt
werden und wird daher nicht ausführlicher
erläutert.
-
Übrigens
wird bei der Ermittlung eines Überlappungsabschnitts
zwischen dem äußeren Abschnitt
eines durch einen Bogen definierten Bereichs und eines weggeschnittenen
Abschnitts eines Innenzahnrades oder dergleichen mit Modulen am
inneren Umfang des Bogens ein solches Problem aufgeworfen, dass
ein Abtasten über
den äußeren bereich über den
Außendurchmesser
des Innenzahnrades hinaus bewirken kann, dass der hervorgehobene
Bereich des Beleuchtungskastens 3, der das Innenzahnrad
umgibt, als Überlappungsbereich
des weggeschnittenen Abschnitts des Gegenstandes erfasst wird. In
diesem Fall muss eine Abdeckplatte, die mit einem konzentrischen
Kreis versehen ist, der einen größeren Durchmesser
als der vorher genannte Bogen aufweist und den Außendurchmesser
des Gegenstandes nicht überschreitet,
auf den Beleuchtungskasten 3 gelegt werden. Alternativ
muss eine Abdeckschicht mit der gleichen Funktion wie diese softwaremäßig erzeugt
werden, um zu verhindern, dass ein unnötiger Abschnitt des Bildes
erfasst wird.
-
Das
Fehlererfassungsverfahren und -system gemäß der vorliegenden Erfindung
sollen die Fläche von
weggeschnittenen Abschnitten, die zwischen vorspringenden Abschnitten
eines Gegenstandes ausgebildet sind, ungeachtet der Position oder
Drehorientierung des untersuchten Gegenstandes auswerten und dadurch
ermitteln, ob die Gestalt der Spitze der vorspringenden Abschnitte
annehmbar ist. Folglich wird es möglich gemacht ausgebrochene Abschnitte
an der Spitze der vorspringenden Abschnitte, die am äußeren oder
inneren Umfangs des Gegenstandes ausgebildet sind, ungeachtet einer Verschiebung
der Position oder der Drehorientierung des zu untersuchenden Gegenstands
genau zu ermitteln.
-
Ferner
ist die vorliegende Erfindung dafür ausgelegt zu ermitteln, ob
der Gegenstand annehmbar ist, indem von Flächendaten Gebrauch gemacht wird,
die stark variieren, abhängig
vom Nichtvorhandensein eines ausgebrochenen Abschnitts an der Spitze
der vorspringenden Abschnitte. Dies macht es möglich leicht Kriterien festzusetzen,
die für
eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, verwendet werden
sollen.
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Außerdem werden
die Für
eine Ermittlung, ob der Gegenstand annehmbar ist, zu verwendenden Daten
aus dem untersuchten Gegenstand selbst hergeleitet, wodurch die
Notwendigkeit einer vorherigen Verarbeitung zum Erzeugen von Bezugsdaten
im Voraus unter Verwendung eines guten Probestücks beseitigt wird. Darüber hinaus
wird es auch unnötig
gemacht eine Menge an Bezugsdaten oder Kriterien für jeden
Typ untersuchter Gegenstände
zu speichern, wodurch die vorherige Verarbeitung und Vorbereitung,
die herkömmlich
für die
Untersuchung des Gegenstandes erforderlich waren, beträchtlich
vereinfacht werden.
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Ferner
sind Abbildungsmittel gegenüber dem
Beleuchtungskasten angeordnet, auf den der untersuchte Gegenstand
gelegt wird, und ist ein Bandpassfilter, der auf die Wellenlänge des
Lichts, mit dem der Beleuchtungskasten den Gegenstand beleuchtet,
in den Abbildungsmitteln implementiert. Dies macht es möglich einen
für die
Bildverarbeitung ausreichenden Kontrast ungeachtet der Farbe des Gegenstandes
oder der Wirkung von Umgebungslicht bereitzustellen, wodurch gestattet
wird, dass ein Fehler genau erfasst wird.
-
Die
Erfindung kann in weiteren speziellen Formen verwirklich sein ohne
vom Geist oder ihrem wesentlichen Merkmal abzuweichen. Die vorliegenden
Ausführungsformen
sollen daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht einschränkend betrachtet
werden, wobei der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche anstatt
durch die vorhergehende Beschreibung angegeben ist, und alle Änderungen,
die in die Bedeutung und den Äquivalenzbereich
der Ansprüche
fallen, sollen daher darin umfasst sein.
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Die
gesamte Offenbarung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-149546
(eingereicht am 22. Mai 2000), einschließlich der Beschreibung, Ansprüche, Zeichnungen
und Zusammenfassung, wird hier durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit
aufgenommen.