DE202022101557U1

DE202022101557U1 - Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt

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Publication number: DE202022101557U1
Application number: DE202022101557.0U
Authority: DE
Original assignee: UTPVision SRL
Current assignee: UTPVision SRL
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2022-03-24
Publication date: 2022-06-29
Anticipated expiration: 2032-03-25
Also published as: FR3121752B3; CN217820062U; FR3121752A3; ES1295390Y; IT202100001754U1; ES1295390U

Abstract

Vorrichtung (1) zum Erfassen von Oberflächendefekten auf einem Objekt (100), wobei die Vorrichtung aufweist:
- Beleuchtungsmittel (2), die konfiguriert sind, um das Objekt mit einer ersten Lichtausstrahlung (L₁) mit einer ersten Beleuchtungsrichtung (D₁) oder mit einer zweiten Lichtausstrahlung (L₂) mit einer zweiten Beleuchtungsrichtung (D₂) zu beleuchten; und
- Erlangungsmittel (3), die konfiguriert sind, um zumindest ein Bild (I₀, I₁, I₂) des Objekts zu erlangen, wenn es durch die Beleuchtungsmittel beleuchtet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmittel (2) eine erste polychromatische Lichtquelle (21) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Lichtausstrahlung (L₁) liefert, und eine zweite polychromatische Lichtquelle (22), die so konfiguriert ist, dass sie die zweite Lichtausstrahlung (L₂) liefert.

Description

Technisches Gebiet
Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf das technische Gebiet der Vorrichtungen zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt. Insbesondere bezieht sich das vorliegende Gebrauchsmuster auf eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um Oberflächendefekte an einem farbigen Objekt zu erfassen.
Hintergrundwissen
Bekanntlich müssen einige Komponenten, die im industriellen Bereich verwendet werden, wie z.B. die in vielen Vorrichtungen verwendeten toroidalen Industriedichtungen (Dichtungen vom Typ O-Ring), einer sorgfältigen Analyse unterzogen werden, um das Vorhandensein von Defekten zu identifizieren, die ihren Betrieb beeinträchtigen können.
Im Allgemeinen erfolgt die Prüfung der Oberfläche dieser Komponenten automatisch unter Verwendung spezieller Geräte.
Die Patentanmeldung EP2280270A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern in O-Ring-Dichtungen.
Die Vorrichtung zur Erfassung weist ein Paar monochromatischer Lichtquellen auf, die auf gegenüberliegenden Seiten einer Zuführebene des zu prüfenden Objekts angeordnet sind und Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen aussenden.
Daher beleuchten diese Lichtquellen während des Betriebs der Vorrichtung differenzierte Bereiche des zu erfassenden Objekts mit Licht unterschiedlicher Farbe, zum Beispiel grün und rot.
Die Vorrichtung zur Erfassung weist ferner eine Farbvideokamera auf, die in der Lage ist, ein Farbbild der von den beiden Lichtquellen gleichzeitig beleuchteten Dichtung aufzunehmen.
Obwohl sie die Aufgaben, für die sie entwickelt wurden, zufriedenstellend ausführen, weisen Erfassungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik dennoch einige Nachteile auf.
Dies ist im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass diese bekannten Vorrichtungen im Allgemeinen (aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und zur Verringerung der Gesamtabmessungen) monochromatische Lichtquellen verwenden, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen emittieren.
Es liegt auf der Hand, dass diese Besonderheit der Erfassungsvorrichtungen des Standes der Technik zwar eine optimale Erfassung von Fehlern ermöglicht, wenn die zu prüfenden Objekte schwarz sind, jedoch an erhebliche Grenzen stößt, wenn die Objekte farbig sind.
Das Vorstehende kann natürlich zu erheblichen Einschränkungen in Bezug auf die Leistungen der Erfassungsvorrichtung führen, vor allem in Bezug auf die Genauigkeit der Erfassung möglicher Fehler.
Kurzfassung
Das Hauptziel des vorliegenden Gebrauchsmusters besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt vorzusehen, die es ermöglicht, die vorstehend angegebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden oder zu verringern.
Im Rahmen dieser Zielsetzung ist es eine Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters, eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt vorzusehen, die eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung von Oberflächenfehlern eines farbigen Prüfobjekts gewährleistet.
Ferner ist es Aufgabe des vorliegenden Gebrauchsmusters, eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern eines Objekts vorzusehen, die so konfiguriert ist, dass sie sich an die Farbe des zu untersuchenden Objekts anpasst.
Eine weitere Aufgabe des Gebrauchsmusters besteht darin, eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern vorzusehen, die leicht herzustellen oder in industriellem Maßstab zu konkurrenzfähigen Kosten gegenüber gleichartigen Vorrichtungen des Standes der Technik zu implementieren ist.
Dieses Ziel und diese Aufgaben werden gemäß dem Gebrauchsmuster zusammen mit anderen Aufgaben, die aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich sind, durch eine Vorrichtung zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt gemäß Anspruch 1 und den davon abhängigen, nachfolgend dargelegten Ansprüchen erreicht.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Gegenstand um eine industrielle Dichtung vom Typ O-Ring.
In einer allgemeinen Definition davon, weist die Vorrichtung zur Erfassung gemäß dem Gebrauchsmuster auf:

- Beleuchtungsmittel, konfiguriert, um das Objekt mit einer ersten Lichtausstrahlung mit einer ersten Beleuchtungsrichtung und mit einer zweiten Lichtausstrahlung mit einer zweiten Beleuchtungsrichtung zu beleuchten; und
- Erlangungsmittel, die so konfiguriert sind, dass sie zumindest ein Bild des Objekts erlangen, wenn es durch die Beleuchtungsmittel beleuchtet wird.

Gemäß dem Gebrauchsmuster weisen die Beleuchtungsmittel eine erste polychromatische Lichtquelle auf, die zum Vorsehen der ersten Lichtausstrahlung vorgesehen ist, und eine zweite polychromatische Lichtquelle, die zum Vorsehen der zweiten Lichtausstrahlung vorgesehen ist.
Vorzugsweise bestehen die erste polychromatische Lichtquelle und die zweite polychromatische Lichtquelle aus einer Gruppe von LED-Vorrichtungen mit unterschiedlicher Farbe, zum Beispiel aus vier LED-Vorrichtungen mit jeweils roter, grüner, blauer und gelber Farbe, oder RGBY-LED-Vorrichtungen.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung zur Erfassung ferner eine Steuereinheit auf, die so konfiguriert ist, dass sie das Einschalten der Mehrzahl von LED-Vorrichtungen, einzeln oder in beliebiger Kombination, steuert, um ein Emissionsspektrum mit einem von der Farbe des Objekts als Funktion geregelten Band zu erzielen.
Auf diese Weise kann vorteilhafterweise die richtige Farbe für die Beleuchtungseinrichtungen gefunden werden, die sich optimal an die Farbe des zu untersuchenden Objekts ausbilden können.
Vorzugsweise weisen die erste polychromatische Lichtquelle und die zweite polychromatische Lichtquelle Spektren auf, die sich nur minimal überlagern. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Abgrenzung der Spektren von den durch die Erlangungsmittel erlangten Bildern des zu inspizierenden Objekts.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung ferner Datenverarbeitungsmittel auf, die so konfiguriert sind, dass sie das zumindest eine Bild verarbeiten und Erfassungsdaten vorsehen, die das Vorhandensein von Fehlern auf der Oberfläche des Objekts angeben.
Gemäß möglicher Varianten weisen das eine oder die mehreren von den Erlangungsmitteln erfassten Bildern ein erstes und ein zweites S/W-Bild des von den Beleuchtungsmitteln beleuchteten Objekts auf.
In diesem Fall weisen die Datenverarbeitungsmittel vorzugsweise erste Datenverarbeitungsmittel auf, die so konfiguriert sind, dass sie das erste und zweite S/W-Bild verarbeiten und ein Farbbild des Objekts vorsehen, sowie zweite Datenverarbeitungsmittel, die so konfiguriert sind, dass sie das Farbbild verarbeiten und die Erfassungsdaten vorsehen.
Gemäß anderen alternativen Varianten bestehen das oder die von den Erlangungsmitteln erlangten Bilder aus einem einzigen Farbbild des durch die Beleuchtungsmittel beleuchteten Objekts.
In diesem Fall weisen die Erlangungsmittel zumindest eine Videokamera, beispielsweise eine Farbvideokamera, auf, die in der Lage ist, direkt oder über einen Bayer-Filter die Intensität der durch die Beleuchtungsmittel erlangten Lichtstrahlung zu erfassen.
In einem weiteren Aspekt davon bezieht sich das Gebrauchsmuster auf eine Station zur Inspektion eines Objekts, die eine Vorrichtung zur Erfassung, wie vorstehend definiert, aufweist.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile des vorliegenden Gebrauchsmusters werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen davon ersichtlich, die nachstehend als nicht einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen veranschaulicht.

1 ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Erfassung gemäß dem Gebrauchsmuster; und
2 schematisch eine Ausführungsform der Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster.

Detaillierte Beschreibung
Das vorliegende Gebrauchsmuster bezieht sich auf eine Erfassungsvorrichtung 1, die in der Lage ist, Oberflächendefekte an einem Objekt 100 zu identifizieren, und zwar unter Bezugnahme auf die vorgenannten Figuren.
Die Erfassungsvorrichtung 1 eignet sich insbesondere zum Erfassen von Oberflächenfehlern an einer industriellen Dichtung 100, insbesondere an einer Dichtung vom Typ O-Ring.
Nachfolgend wird sie unter besonderer Bezugnahme auf diesen Anwendungsbereich beschrieben, ohne den Anwendungsbereich des vorliegenden Gebrauchsmusters dadurch begrenzen zu wollen.
Tatsächlich kann die Erfassungsvorrichtung 1 zur Erfassung von Oberflächenfehlern an einem Objekt 100 jeglicher Art verwendet werden, beispielsweise an jeder industriellen Komponente.
Im Allgemeinen ist die Erfassungsvorrichtung 1 geeignet, Erfassungsdaten DS vorzusehen, die das Vorhandensein von Oberflächenfehlern auf dem zu untersuchenden Objekt 100 angeben. Diese Erfassungsdaten können für verschiedene Zwecke verwendet werden, zum Beispiel für die Qualitätskontrolle oder ähnliches.
Die durch die Erfassungsvorrichtung 1 zu erfassenden Oberflächenfehler können prinzipiell von beliebiger Art sein. Es kann sich beispielsweise um Mikrokratzer, Abweichungen in der Oberflächenrauheit, Farbabweichungen, Mikrorisse, Mikrorisse und so weiter handeln.
Gemäß dem Gebrauchsmuster weist die Erfassungsvorrichtung 1 Beleuchtungsmittel 2 auf, die so konfiguriert sind, dass sie das Objekt 100 gemäß voneinander abweichenden Beleuchtungsrichtungen beleuchten.
Die Beleuchtungsmittel 2 sind so angeordnet, dass sie das Objekt 100 mit einer ersten Lichtausstrahlung L₁ mit einer ersten Beleuchtungsrichtung D₁ und mit einer zweiten Lichtausstrahlung L₂ mit einer zweiten Beleuchtungsrichtung D₂ beleuchten.
Die Auswahl der Beleuchtungsrichtungen D₁ und D₂ hängt wesentlich von der Konstruktion des zu untersuchenden Objekts 100 und vom Layout der Anlage ab, in der die Erfassungsvorrichtung installiert ist.
Zum Beispiel und unter Bezugnahme auf 2 können im Falle eines Systems zur Inspektion von toroidförmigen Dichtungen (O-Ringen) die Beleuchtungsrichtungen D₁ und D₂ einander entgegengesetzt und parallel zur Hauptsymmetrieachse der Dichtung (Achse des Toroids) sein.
Insbesondere weisen die Beleuchtungsmittel 2 eine erste polychromatische Lichtquelle 21 auf, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Lichtausstrahlung L₁ vorsieht, und eine zweite polychromatische Lichtquelle 22, die so konfiguriert ist, dass sie die zweite Lichtausstrahlung L₂ vorsieht.
Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Lichtquelle 21, 22 jeweils eine Gruppe von LED-Vorrichtungen (Light Emitting Diode) mit unterschiedlicher Farbe auf, vorzugsweise RGBY-LED-Vorrichtungen, die in der Lage sind, die erste bzw. zweite Lichtausstrahlung L₁ bzw. L₂ zu emittieren.
Die erste polychromatische Lichtquelle 21 und die zweite polychromatische Lichtquelle 22 weisen Spektren auf, die sich nur minimal überlagern. Dadurch lassen sich die Spektren vorteilhafterweise von den durch die Erlangungsmittel erlangten Bildern des zu untersuchenden Objekts unterscheiden.
Die Lichtquellen 21, 22 bestehen aus verschiedenen Beleuchtungseinrichtungen, die jeweils eine entsprechende Lichtstrahlung L₁ oder L₂ aussenden können und in einer entsprechenden Betriebsposition in Bezug auf das Objekt 100 positioniert sind, so dass die entsprechende Lichtstrahlung gemäß der Beleuchtungsrichtung D₁ oder D₂ ausgesandt wird.
Die Beleuchtungsmittel 2 können im Allgemeinen gemäß bekannten Lösungen im industriellen Maßstab hergestellt werden und werden daher der Kürze halber im Folgenden nur unter den für das Gebrauchsmuster interessanten Aspekten beschrieben.
Im Allgemeinen weist die Erfassungsvorrichtung 1 gemäß dem Gebrauchsmuster die Erlangungsmittel 3 auf, die so konfiguriert sind, dass sie Bilder des Objekts 100 erlangen, wenn dieses von den vorstehend veranschaulichten Beleuchtungsmitteln 2 beleuchtet wird.
Gemäß einer Ausführungsform des Gebrauchsmusters sind die Erlangungsmittel 3 dazu eingerichtet, Bilder I₁ und I₂ in Schwarz-Weiß (S/W) des Objekts 100 zu erlangen, wenn letzteres durch die vorstehend veranschaulichten Beleuchtungsmittel 2 beleuchtet wird.
In diesem Fall erlangen die Erlangungsmittel 3 während des Betriebs der Erfassungsvorrichtung 1:

- ein erstes S/W-Bild I₁ des Objekts 100, wenn dieses Objekt durch die erste Lichtausstrahlung L₁ beleuchtet wird, die von der ersten polychromatischen Lichtquelle 21 der Beleuchtungseinrichtung 2 ausgesandt wird;
- ein zweites S/W-Bild I₂ des Objekts 100, wenn dieses Objekt durch die zweite Lichtausstrahlung L₂ beleuchtet wird, die von der zweiten polychromatischen Lichtquelle 22 des Beleuchtungsmittels 2 ausgesandt wird.

Die durch die Erlangungsmittel 3 erlangten S/W-Bilder I₁ und I₂ beziehen sich also auf Ansichten des Objekts, die mit Lichtausstrahlungen L₁ und L₂ beleuchtet werden, die unterschiedliche Richtungen D₁ und D₂ zueinander aufweisen.
Natürlich muss in den beiden Bildern I₁ und I₂ ein und derselbe Bereich des Objekts 100 erfasst werden.
Vorzugsweise weisen die Erlangungsmittel 3 zum Erlangen der vorgenannten Bilder einen Bildsensor 30 auf, der durch eine Pixelmatrix gebildet wird, beispielsweise eine Matrix von 2452x2056 Pixeln oder 1600x1200 Pixeln.
Vorzugsweise weisen die Erlangungsmittel 3 ferner einen Filter für die Lichtausstrahlung (nicht veranschaulicht) auf, der operativ mit dem Sensor 30 verknüpft ist, um das darauf einfallende Licht zu filtern, sowie elektronische Schnittstellenschaltungen (nicht veranschaulicht), die operativ mit dem Sensor 30 verknüpft sind, um die dadurch erlangten Informationen zu verwalten.
Gemäß der vorgenannten Ausführungsform des Gebrauchsmusters sehen die Erlangungsmittel 3 verschiedene Betriebsschritte vor, insbesondere einen Erlangungsschritt (Belichtungsschritt), in dem der Sensor 30 die einfallende Lichtausstrahlung L₁ und L₂ empfängt und integriert, um die S/W-Bilder I₁ und I₂ auszubilden (gemäß bekannten Verfahren für Lichtsensoren), und einen Übertragungsschritt (Ausleseschritt), in dem der Sensor die erlangten Informationen (d.h. die S/W-Bilder I₁ und I₂) zur weiteren Verarbeitung bereitstellt.
Die Dauer dieser Erfassungs- und Übertragungsschritte kann gemäß den Erfordernissen variieren, z. B. in der Größenordnung von einigen ms oder von einigen zehn ms.
Natürlich können die Erlangungsmittel 3 ferner Betriebsschritte enthalten, beispielsweise einen Stand-by-Schritt (Leerlauf), in dem der Sensor 30 im Wesentlichen inaktiv ist.
Die Erlangungsmittel 3 können in industriellem Maßstab gemäß bekannten Lösungen hergestellt werden.
Im Allgemeinen können sie eine Videokamera aufweisen, die mit einem Bildsensor vorgesehen ist, der so konfiguriert ist, dass er eine teilweise Überlagerung zwischen den Schritten der Übertragung (Auslesen) und der Erfassung (Belichtung) verschiedener Bilder ermöglicht.
Die Erlangungsmittel 30 können beispielsweise eine Videokamera aufweisen, die mit einem Bildsensor 30 vom Typ CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) vorgesehen ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform des Gebrauchsmusters sind die Erlangungsmittel 3 so beschaffen, dass sie anstelle des Erlangens eines ersten und eines zweiten S/W-Bildes I₁ und I₂ ein einziges Farbbild I₀ des durch die Beleuchtungsmittel 2 beleuchteten Objekts 100 erlangen. In diesem Fall weisen die Erlangungsmittel 3 zumindest eine Farbvideokamera auf, die in der Lage ist, direkt oder über einen geeigneten Bayer-Filter die Intensität der durch die Beleuchtungsmittel 2 erlangten Lichtausstrahlungen L₁ und L₂ zu erfassen.
Gemäß dem Gebrauchsmuster weist die Erfassungsvorrichtung 1 Datenverarbeitungsmittel 7 auf, die so konfiguriert sind, dass sie das erste und zweite S/W-Bild I₁ und I₂ des Objekts 100 oder das Farbbild I₀ (die von den Erfassungsmitteln 3 vorgesehen sind) verarbeiten, um die Erfassungsdaten DS bereitzustellen.
Falls das Gebrauchsmuster gemäß einer Variante produziert wird, die die Erfassung von S/W-Bildern I₁ und I₂ enthält, weisen die Datenverarbeitungsmittel 7 erste Datenverarbeitungsmittel 5 auf, die so konfiguriert sind, dass sie das erste und zweite S/W-Bild I₁ und I₂ des Objekts 100 verarbeiten und ein Farbbild IC des vorgenannten Objekts vorsehen.
Zur Verarbeitung der S/W-Bilder I₁ und I₂ können die ersten Datenverarbeitungsmittel 5 vorteilhaft Bildverarbeitungsalgorithmen bekannter Art implementieren.
Gemäß dieser Ausführungsform des Gebrauchsmusters weisen die Datenverarbeitungsmittel 7 zweite Datenverarbeitungsmittel 6 auf, die so konfiguriert sind, dass sie das Farbbild IC des Objekts 100 (vorgesehen durch die ersten Verarbeitungsmittel 5) verarbeiten und die Erfassungsdaten DS vorsehen.
Zur Verarbeitung des Farbbildes IC des Objekts 100 können die Bildverarbeitungsmittel 6 vorteilhaft Algorithmen zur Erfassung der Oberflächenfehler bekannter Art ausführen.
Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen möglich, gemäß denen die Verarbeitungsmittel 7 die Erfassungsdaten DS durch Verarbeitung der S/W-Bilder I₁ und I₂ erzielen, ohne ein Farbbild des Objekts 100 zu erzeugen.
Falls das Gebrauchsmuster gemäß einer Variante implementiert wird, die die Erfassung eines Bildes I₀ enthält, können die Datenverarbeitungsmittel 7 direkt Algorithmen zur Erfassung von Oberflächenfehlern bekannter Art ausführen.
Vorzugsweise weist die Erfassungsvorrichtung 1 Steuervorrichtungen 4 auf, die so konfiguriert sind, dass sie mit einigen Komponenten der Erfassungsvorrichtung (insbesondere mit den Beleuchtungsmitteln 2, den Erfassungsmitteln 3 und den Datenverarbeitungsmitteln 7) interagieren, um deren Betrieb durch den Austausch geeigneter Daten- und Steuersignale zu steuern.
Insbesondere sind die Steuermittel 4 so konfiguriert, dass sie die Gruppen von LED-Vorrichtungen einzeln oder in beliebiger Kombination steuern, um das beste Emissionsspektrum in Abhängigkeit von der Farbe des zu untersuchenden Objekts 100 zu erzielen. Dies ermöglicht vorteilhafterweise die Bestimmung der richtigen Farbe für die Beleuchtungseinrichtungen, die sich optimal an die Farbe des Objekts 100 adaptieren können.
Vorteilhafterweise sind die Steuermittel 4 so konfiguriert, dass sie den Betrieb der anderen genannten Komponenten der Erfassungsvorrichtung auf einem sehr niedrigen Level, d.h. ohne die Zwischenschaltung weiterer Steuervorrichtungen, koordinieren.
Dies ermöglicht eine drastische Reduzierung von Konfliktsituationen und etwaigen Latenzzeiten bei der Ausführung des Erfassungsverfahrens.
In einer industriellen Umsetzung können die Datenverarbeitungsmittel 7 und die Steuerungsmittel 4 eine oder mehrere digitale Datenverarbeitungsvorrichtungen aufweisen, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, die in der Lage sind, auf einem Speichermedium gespeicherte Softwarebefehle auszuführen.
Im Allgemeinen können die Datenverarbeitungsmittel 7 und die Steuerungsmittel 4 gemäß einer Schaltung und/oder einer digitalen Datenverarbeitungslösung bekannter Art produziert werden. Beispielsweise könnte die Erfassungsvorrichtung 1 eine Steuer- und Verarbeitungseinheit aufweisen, die mit einer oder mehreren Mikroprozessorkarten vorgesehen ist, die geeignet sind, die für die Verarbeitungsmittel 7 und die Steuermittel 4 erforderlichen Funktionen auszuführen.
Die Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster kann leicht in ein System zur Steuerung (der Qualität) eines Objekts integriert werden, zum Beispiel in ein System zur Steuerung von Industriedichtungen vom Typ O-Ring.
Dieses System kann vorteilhaft mehrere Stationen für die Inspektion einer Dichtung entlang eines Pfades davon aufweisen.
Jede Station weist vorteilhafterweise eine Erfassungsvorrichtung 1 gemäß dem Gebrauchsmuster auf, um die hindurchtretende Dichtung zu prüfen und Erfassungsdaten zu erzielen, die das Vorhandensein von Oberflächenfehlern angeben.
2 zeigt eine Ausführungsform einer Erfassungsvorrichtung 1 gemäß dem Gebrauchsmuster, die insbesondere zum Einbau in eine Prüfstation geeignet ist.
In diesem Fall wird das zu prüfende Objekt 100 auf einem Träger 150 aus einem Material gehalten, das für die durch die Lichtquellen 21, 22 emittierte Lichtausstrahlung transparent ist.
Die Beleuchtungsmittel 2 weisen eine erste polychromatische Lichtquelle 21 und eine zweite polychromatische Lichtquelle 22 auf, die auf gegenüberliegenden Seiten des Trägers 150 angeordnet sind, um das Objekt mit Lichtausstrahlungen L₁ und L₂ zu beleuchten, deren Richtungen D₁ und D₂ einander entgegengesetzt sind.
Eine Videokamera 3, die mit einem Bildsensor 30 (z.B. vom Typ C-MOS) vorgesehen ist, erfasst das Objekt 100, wenn es von jeder polychromatischen Lichtquelle 21, 22 beleuchtet wird, und sieht die so erlangten Bilder I₀ oder I₁ und I₂ für die Datenverarbeitungsmittel 7 vor.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei einer industriellen Umsetzung des Gebrauchsmusters, wie sie hier beschrieben wird, das erste und zweite Bild I₁ und I₂ des Objekts 100 oder das einfarbige Bild I₀ erlangt werden, während sich das Objekt bewegt, zum Beispiel mit einer typischen Geschwindigkeit von 12 m/min.
Das erste und das zweite S/W-Bild I₁ und I₂ des Objekts 100 werden vorzugsweise in zeitlich voneinander getrennten Intervallen erlangt, so dass sie nicht perfekt überlagert werden können, sondern durch einige Pixel relativ zueinander verschoben sind. Diese fehlende Übereinstimmung (deren Größe an sich leicht vorhersehbar ist) bei der Aufnahme der Bilder I₁ und I₂ kann bei der Verarbeitung (Nachbearbeitung) dieser Bilder leicht korrigiert werden.
Die Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster weist in Bezug auf den Stand der Technik erhebliche Vorteile auf.
Die durch das vorliegende Gebrauchsmuster vorgeschlagene Lösung sieht vor, das zu untersuchende Objekt mit polychromatischen Beleuchtungseinrichtungen zu beleuchten, die aus einer Gruppe von LED-Vorrichtungen mit unterschiedlicher Farbe bestehen, z.B. RGBY-LED-Vorrichtungen.
Diese Lösung ermöglicht es, die vorgenannten Probleme im Zusammenhang mit der Erfassung von Oberflächenfehlern auf farbigen Objekten zu überwinden.
Mit der Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster ist es nämlich möglich, die Beleuchtungsvorrichtungen, insbesondere die jeweiligen RGBY-LED-Vorrichtungen, einzeln oder in beliebiger Kombination zu steuern, um das beste Emissionsspektrum als Funktion der Farbe des zu untersuchenden Objekts zu erzielen.
Mit anderen Worten, die Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster ermöglicht auch die Auswahl der besten Wellenlänge der emittierten Lichtausstrahlungen, was für eine bessere Hervorhebung von Fehlern basierend auf der Farbe des zu prüfenden Objekts nützlich ist.
Die Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster gewährleistet somit eine hohe Genauigkeit bei der Erfassung von Fehlern auf der Oberfläche des zu prüfenden Objekts.
Die Erfassungsvorrichtung gemäß dem Gebrauchsmuster kann leicht in industriellem Maßstab mit bekannten Komponenten, zu wettbewerbsfähigen Kosten und mit nach dem Stand der Technik verfügbaren Lösungen produziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2280270 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum Erfassen von Oberflächendefekten auf einem Objekt (100), wobei die Vorrichtung aufweist: - Beleuchtungsmittel (2), die konfiguriert sind, um das Objekt mit einer ersten Lichtausstrahlung (L₁) mit einer ersten Beleuchtungsrichtung (D₁) oder mit einer zweiten Lichtausstrahlung (L₂) mit einer zweiten Beleuchtungsrichtung (D₂) zu beleuchten; und - Erlangungsmittel (3), die konfiguriert sind, um zumindest ein Bild (I₀, I₁, I₂) des Objekts zu erlangen, wenn es durch die Beleuchtungsmittel beleuchtet wird; dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsmittel (2) eine erste polychromatische Lichtquelle (21) umfassen, die so konfiguriert ist, dass sie die erste Lichtausstrahlung (L₁) liefert, und eine zweite polychromatische Lichtquelle (22), die so konfiguriert ist, dass sie die zweite Lichtausstrahlung (L₂) liefert.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die erste polychromatische Lichtquelle (21) und die zweite polychromatische Lichtquelle (22) aus einer Gruppe von LED-Vorrichtungen mit unterschiedlicher Farbe bestehen, vorzugsweise aus einer Gruppe von RGBY-LED-Vorrichtungen.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 2, die ferner Steuermittel (4) aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie das Einschalten der LED-Vorrichtungen mit unterschiedlicher Farbe einzeln oder in beliebiger Kombination steuern, um ein Emissionsspektrum zu erhalten, das in Abhängigkeit von der Farbe des Objekts (100) einstellbar ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste polychromatische Lichtquelle (21) und die zweite polychromatische Lichtquelle (22) Spektren aufweisen, die sich minimal überlagern.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner Datenverarbeitungsmittel (7) aufweist, die so konfiguriert sind, dass sie das zumindest eine Bild (I₀, I₁, I₂), das durch die Erlangungsmittel erlangt wurde, verarbeiten und Erfassungsdaten (DS) liefern, die das Vorhandensein von Oberflächendefekten auf dem Objekt (100) angeben.
Vorrichtung (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine durch die Erlangungsmittel (3) erlangte Bild ein erstes und ein zweites S/W-Bild (I₁, I₂) des durch die Beleuchtungsmittel beleuchteten Objekts (100) aufweist.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 6, wobei die Datenverarbeitungsmittel (7) erste Datenverarbeitungsmittel (5) aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sie das erste und zweite S/W-Bild (I₁, I₂) verarbeiten und ein Farbbild (IC) des Objekts (100) vorsehen.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 7, wobei die Datenverarbeitungsmittel (7) zweite Datenverarbeitungsmittel (6) aufweisen, die konfiguriert sind, um das Farbbild (IC) zu verarbeiten und die Erfassungsdaten (DS) vorzusehen.
Vorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das zumindest eine durch die Erlangungsmittel (3) erlangte Bild aus einem einzelnen Farbbild (I₀) des durch die Beleuchtungsmittel beleuchteten Objekts (100) besteht.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erlangungsmittel (3) zumindest eine Videokamera aufweisen, die in der Lage ist, direkt oder über einen Bayer-Filter die Intensität der von den Beleuchtungsmitteln (2) ausgesandten Lichtstrahlen (L₁, L₂) zu erlangen.
Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 10, wobei die Videokamera eine Farbvideokamera ist.
Vorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gegenstand (100) eine industrielle Dichtung vom O-Ring-Typ ist.
Station zur Inspektion eines Objekts (100), dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Erfassungsvorrichtung (1) gemäß einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche aufweist.