DE19623949A1 - Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen - Google Patents
Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von GegenständenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur opti
schen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenstän
den nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus US 5 451 773 ist bekannt, die Dichtigkeit von Behäl
tern dadurch zu prüfen, daß die Behälter seitlich mit
Lichtimpulsen beleuchtet werden, und eine Videokamera
oberhalb des Behälters mit dem Blickfeld in den Behälter
hineinsieht und ermittelt, ob der Behälter Undichtigkeiten
aufweist.
Aus WO 91/06846 ist bekannt, Behälter optisch auf die Ober
flächenbeschaffenheit dadurch zu prüfen, daß eine Beleuch
tung des Behälters mit Hilfe einer halbkugelförmigen Dif
fusorkuppel erfolgt, die aus einem milchigen durchschei
nenden Material besteht. Die Beleuchtung erfolgt mit Hilfe
von Arrays von lichtemittierenden Dioden (LED), die puls
weise zusammen mit dem Verschluß der Videokamera betrieben
werden. Die Videokamera sitzt oberhalb der Diffusorkuppel,
wobei das Objektiv der Kamera sich innerhalb der Kuppel
befindet. Es ist auch bekannt, eine derartige optische
Prüfvorrichtung für flache Gegenstände, beispielsweise
Deckel für Behälter oder dergleichen zu verwenden.
Es hat sich gezeigt, daß die Beleuchtung mit Rotlicht oder
in manchen Fällen auch Grünlicht abgegebenen LEDs eine
inhomogene Ausleuchtung bewirkt und damit nicht jede Un
regelmäßigkeit der Oberfläche oder der Bedruckung oder
dergleichen des zu prüfenden Gegenstands erkennen läßt.
Die Prüfung erfolgt in der Weise, daß das Bild der Video
kamera vom Prüfling in einem Rechner mit einem Sollbild
bzw. mit Grauwerten (Sollwerten), die in vorab definierten
Flächen des Prüflings gemessen wurden, verglichen wird.
Eine unzureichende Ausleuchtung führt mithin zu Fehlern,
die unter Umständen in Wahrheit keine sind oder zur Nicht
entdeckung von Fehlern. Außerdem ist der Betrieb einer
impulsweise betätigten Kamera mit impulsweise betätigten
Beleuchtungsquellen relativ aufwendig. Da die Gegenstände
zumeist nacheinander in relativ großer Schnelligkeit in
die Prüfzone befördert werden, muß sichergestellt sein,
daß der zu prüfende Gegenstand sich exakt auf einer vorge
gebenen Stelle befindet, wenn der Impuls ausgelöst wird.
Die Auslösung des Impulses erfolgt zumeist durch eine
Lichtschranke, die sich in Förderrichtung der Gegenstände
vor der Bildaufnahmestelle befindet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von
Gegenständen zu schaffen, die einfach aufgebaut und be
trieben werden kann und die eine optimale Ausleuchtung des
zu prüfenden Gegenstandes sicherstellt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Beleuch
tungsvorrichtung Weißlichtlampen auf, die ständig einge
schaltet sind. Die Verwendung von Weißlichtlampen, die
permanent strahlen, hat den Vorteil, daß eine optimale
Ausleuchtung der zu prüfenden Gegenstände stattfindet. Die
Beleuchtung erfolgt mit einem naturgetreuen Farbspektrum,
so daß die Kamera die zu prüfende Fläche relativ genau ent
sprechend ihrer Auflösung identifizieren kann. Die durch
den Prüfvorgang selbst erzeugte Fehlerrate ist daher denk
bar gering.
Die Lichtschranke, die bei dem bekannten Verfahren die
Annäherung eines Gegenstandes in dem eigentlichen Prüfbe
reich anzeigt, kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung
im Aufnahmebereich liegen. Eine Abtastung mit Hilfe der
Kamera erfolgt in dem Augenblick, in dem der Gegenstand
die Lichtschranke erreicht. Es spielt dabei für die Bild
qualität keine Rolle, ob der zu prüfende Gegenstand zur
Objektivachse der Kamera genau ausgerichtet ist oder nicht.
Eine Verschiebung aus der Mitte heraus ist unkritisch.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Diffusor
kuppel konisch. Eine derartige Ausbildung ist besonders
vorteilhaft für die Anordnung der Lichtquellen um den Man
tel des Diffusorkonus herum. Die Lampen bzw. ihre Fassun
gen sind vorzugsweise entlang von Strahlen angeordnet, von
denen mehrere im Umfangsabstand um die Diffusorkuppel
herum angeordnet sind. Dadurch läßt sich eine gleichmäßige
Einstrahlung in die Diffusorkuppel hinein verwirklichen
und somit eine Rundumausleuchtung des zu prüfenden Gegen
standes unterhalb der Diffusorkuppel.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Objektiv
der Videokamera unmittelbar über der oberen Öffnung der
Diffusorkuppel angeordnet. Der Durchmesser der Öffnung
entspricht annähernd dem Durchmesser des Objektivs. Das
Objektiv ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin
dung vorzugsweise ein Zoom-Objektiv. Damit läßt sich zum
einen eine Anpassung an unterschiedliche Abmessungen der
Gegenstände vornehmen und zum anderen eine Veränderung des
Abbildungsmaßstabes. Nach einer weiteren Ausgestaltung der
Erfindung kann die Kamera verstellbar sein, um bestimmte
Bereiche des zu prüfenden Gegenstands besser erkennen zu
können.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist unter
halb der Diffusorkuppel eine Blende angeordnet, deren
Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Diffusor
kuppel im Bereich der Blende. Auf diese Weise wird der
Nachteil, der sich durch die Abbildung des Objektivs in
der Aufnahmeebene einstellt, kompensiert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen na
her erläutert.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung nach der Erfin
dung.
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht teilweise aufgeschnitten ein
Gehäuse mit einer Vorrichtung nach der Erfindung.
Fig. 3 zeigt die Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 2 in
Richtung Pfeil 3, teilweise aufgeschnitten und ohne
Lampen.
In Fig. 1 ist eine Videokamera 10 zu erkennen mit einem
Objektiv 12, das als Zoom-Objektiv ausgebildet ist. Das
Objektiv 12 befindet sich oberhalb eines konischen Hohl
körpers 14, der als Diffusorkuppel dient und dementspre
chend aus einem milchigen durchscheinenden Material be
steht. Der Durchmesser der oberen Öffnung der Diffusorkup
pel 14 ist annähernd gleich dem Durchmesser des Objektivs
12.
Die Diffusorkuppel 14 ist auf einer Grundplatte 16 ange
ordnet, die eine Blendenöffnung 18 aufweist. Wie erkennbar,
ist der Durchmesser der Blendenöffnung 18 kleiner als der
Durchmesser der Kuppel 14 im Bereich der Platte 16. Unter
halb der Platte 16 ist eine Aufnahmefläche 20 für zu prü
fende Gegenstände angeordnet, wie zum Beispiel ein Deckel
22, der mit Hilfe einer geeigneten Transportvorrichtung
auf der Fläche 20 entlangbewegt wird, hier senkrecht zur
Zeichenebene.
Am Umfang der Kuppel 14 ist eine Anzahl von Lampen 24 an
geordnet, die in die Kuppel 14 hineinstrahlen, so daß dif
fuses Licht über die Blendenöffnung 18 auf den Gegenstand
22 trifft. Die Lampen, Weißlicht- bzw. Kaltlichtlampen,
sind permanent eingeschaltet und bewirken eine gleich
mäßige Ausleuchtung des Gegenstandes mit dem natürlichen
Farbspektrum.
In den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung nach Fig. 1 in
einem Gehäuse 26 gezeigt, in dem die Kamera 10 auf einer
Platte 28 angeordnet ist, die über Stützen 30 auf dem Bo
den des Gehäuses 26 abgestützt ist. Der Boden entspricht
der Grundplatte 16 nach Fig. 1. Man erkennt in Fig. 3, daß
die Kamera 10, die über seitlich angreifende Lagermittel
30 an der Platte 28 abgestützt ist, auch begrenzt ver
stellbar ist (in Fig. 3 sind die Lampen 24, die in Fig. 2
zu erkennen sind, nicht dargestellt). Die Lampen 24 bzw.
ihre Gehäuse sind an Armen 32 angebracht, die am oberen
Ende an der Platte 28 befestigt sind. Jeweils zwei Lampen
24 sind an einem Arm 32 angebracht, die sich annähernd
parallel und im Abstand zur Mantelfläche der Kuppel 14
radial erstrecken, wobei in Umfangsrichtung eine Reihe von
Armen 32 vorgesehen ist, um eine komplette Ausleuchtung zu
erhalten.
In Fig. 2 ist die aus Sendeelement 36 und Empfangselement
38 bestehende Lichtschranke zu erkennen, die unmittelbar
oberhalb der Produktfläche 40 angeordnet ist, genau zum
Aufnahmebereich der Kamera 10 ausgerichtet. Sobald der Ge
genstand 22 in den Aufnahmebereich gelangt, wird dies von
der Lichtschranke festgestellt und ein Signal auf die
nicht gezeigte Steuer- und Rechenvorrichtung gegeben, da
mit ein Bildaufnahmevorgang über die Kamera 10 in Gang ge
setzt wird.
Claims (10)
1. Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbe
schaffenheit von Gegenständen, mit einer Beleuchtungs
vorrichtung, die über eine Diffusorkuppel den darunter
befindlichen Gegenstand beleuchtet, einer Videokamera,
deren Objektiv am oberen Ende der Diffusorkuppel ange
ordnet ist und einer einen Rechner enthaltenden Aus
wertevorrichtung, in der ein Sollbild oder Sollgrau
werte von vorab definierten Flächen des Gegenstandes
gespeichert ist/sind, mit dem das von der Kamera aufge
nommene Bild verglichen wird/werden zwecks Erzeugung
eines Auswerfsignals, wenn die Abweichung zwischen Ist-
und Sollbild eine vorgegebene Größe aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung Weiß
lichtlampen (24) aufweist, die ständig eingeschaltet
sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Diffusorkuppel (14) konisch ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Objektiv (12) der Kamera (10) unmit
telbar über der oberen Öffnung der Diffusorkuppel (14)
angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser der Öffnung annähernd dem Durchmes
ser des Objektivs (12) entspricht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Zoom-Objektiv für die Kamera
(10) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß unterhalb der Diffusorkuppel eine
Blende (18) angeordnet ist, deren Durchmesser kleiner
ist als der Durchmesser der Diffusorkuppel (14) im Be
reich der Blende (18).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Blende verstellbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Lampen jeweils auf einem
annähernd parallel zum Mantel der Diffusorkuppel (14)
verlaufenden Strahl angeordnet sind, wobei in Umfangs
richtung beabstandet eine Reihe von Strahlen vorgesehen
ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lampen bzw. die Fassungen bzw. die Gehäuse der
Lampen eines Strahls an einem Arm (32) befestigt sind,
der seinerseits an einem Ende einer Platte (28) ange
bracht ist, die auch die Kamera (10) trägt.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Lichtschranke (36, 38) für
die Anwesenheitsmeldung eines Prüfgegenstandes (22) im
Bereich der Aufnahmefläche (40) der Videokamera (10)
liegt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996123949 DE19623949C2 (de) | 1996-06-15 | 1996-06-15 | Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996123949 DE19623949C2 (de) | 1996-06-15 | 1996-06-15 | Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19623949A1 true DE19623949A1 (de) | 1997-12-18 |
DE19623949C2 DE19623949C2 (de) | 1999-06-10 |
Family
ID=7797052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996123949 Expired - Fee Related DE19623949C2 (de) | 1996-06-15 | 1996-06-15 | Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19623949C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29807926U1 (de) * | 1998-05-02 | 1999-09-09 | ibea Ingenieurbüro für Elektronik und Automation GmbH, 22525 Hamburg | Vorrichtung zur optischen Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von Gegenständen |
DE102008001321A1 (de) * | 2008-04-22 | 2009-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Erkennen von transparenten Gegenständen |
DE102017207071A1 (de) | 2017-04-27 | 2018-10-31 | Robert Bosch Gmbh | Prüfvorrichtung zur optischen Prüfung eines Objekts und Objektprüfungsanordnung |
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WO1991006846A1 (en) * | 1989-08-15 | 1991-05-16 | Pressco Technologies Inc. | Engineered video inspection lighting array |
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1996
- 1996-06-15 DE DE1996123949 patent/DE19623949C2/de not_active Expired - Fee Related
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WO2018197074A1 (de) | 2017-04-27 | 2018-11-01 | Robert Bosch Gmbh | Prüfvorrichtung zur optischen prüfung eines objekts und objektprüfungsanordnung |
US11041813B2 (en) | 2017-04-27 | 2021-06-22 | Robert Bosch Gmbh | Inspection apparatus for optically inspecting an object, and object inspection system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19623949C2 (de) | 1999-06-10 |
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