EP0931255A1 - Anordnung zur inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten oberflächen - Google Patents

Anordnung zur inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten oberflächen

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Publication number
EP0931255A1
EP0931255A1 EP97913102A EP97913102A EP0931255A1 EP 0931255 A1 EP0931255 A1 EP 0931255A1 EP 97913102 A EP97913102 A EP 97913102A EP 97913102 A EP97913102 A EP 97913102A EP 0931255 A1 EP0931255 A1 EP 0931255A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
light
dark
arrangement according
dark edge
arrangement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP97913102A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Achim Willing
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dr Ing Willing GmbH
Original Assignee
Dr Ing Willing GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Dr Ing Willing GmbH filed Critical Dr Ing Willing GmbH
Publication of EP0931255A1 publication Critical patent/EP0931255A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the inspection of matt flat and / or curved surfaces according to the preamble of the main claim.
  • test lights are provided which have a uniformly illuminated frosted glass pane with an inclined black stripe grid.
  • the test lights are arranged in such a way that this black stripe grid is "completely” reflected in the surface area to be checked.
  • This design of the test lights has the disadvantage that the contrast on the visual task is reduced due to the large number of strips, since they are not effective for the visual task
  • Streaks of light shine in and thus reduce the contrast.
  • the many stripes confuse the observer and the oblique arrangement of the stripes only gives a sharp image at certain points.
  • the invention is therefore based on the object of providing an arrangement for the inspection of matt flat and / or curved surfaces for the detection of faults, which permits clear fault detection on the surfaces.
  • the sensitivity can be increased by continuously or abruptly shifting the light-dark edge, preferably a light stripe, since the image of a contrast is stored in the memory of a person looking at it and when switching to another light-dark that is slightly shifted locally Edge can be used for comparison with the newly set light-dark edge. Since no disturbing lighting structures influence the contrast edge, a lower contrast (eg 1:30) can be used.
  • the measures specified in the subclaims make further advantageous developments and improvements possible.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the arrangement according to the invention for inspection according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic perspective view of an arrangement according to FIG. 1 with a curved surface
  • FIG. 3 shows a representation corresponding to FIG. 1 with other beam profiles
  • Fig. 4 is a schematic representation of a
  • FIG. 5 is a perspective view of an arrangement corresponding to FIG. 4,
  • FIG. 6 is a perspective view of the arrangement according to the invention with vertical surfaces to be observed
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a further exemplary embodiment of the present invention
  • 8 shows a schematic illustration of another exemplary embodiment of the invention
  • Fig. 10 is a schematic representation of another embodiment of the invention.
  • a matt surface 1 which can be, for example, a surface of a bodyshell, is irradiated by a light-dark edge 6 at angles of approximately 60 °, better 75 ° or less to the normal of surface 1.
  • the contrast ratios can also be inverted, so that light areas now appear dark and dark areas now appear light.
  • the light-dark edge 6 is supplied by an illumination device 2 which has a luminance structure with a light stripe 5, the other surfaces 4 being dark. 1 and 2, the surface 1 is viewed by an observer 3, who can also be replaced by an image-recording system with corresponding image processing, at the mirror angle corresponding to the light-dark edge 6.
  • the one surrounding an error Surface appears dark to the observer because the mirror angle leads to dark surface 4. Because of the surface curvature at the error F, part of the error appears bright because the respective mirror angle leads to the bright surface 5.
  • the light-dark edge 6 is realized by a light strip-shaped surface 5 between dark surfaces, two light-dark edges arise at the transition from light to dark.
  • the width of the light stripe 5 is to be determined experimentally and is chosen so that the desired detection of the smallest occurring errors is possible.
  • a corresponding representation is shown in FIG. 3, in which an error F appears dark in two places in comparison to FIG. 1, because the error leads to darker areas 4 as well as fewer and more deflected rays.
  • the light-dark edge 6 is arranged quasi-parallel to the surface 1 and when the one to be inspected
  • the surface is a curved surface, such as the roof or the bonnet or trunk lid of a bodyshell
  • the light-dark edge 6 follows the course of the curvature of the surface 1, as a result of which an observer who views the surface transversely to the curvature in all locations 3.1, 3.2, 3.3 according to FIG. 2 finds the same lighting conditions.
  • the light-dark edge 6 formed by the light stripe 5 in dark surroundings 4 can be displaced, in FIGS. 1 to 3 in terms of height.
  • FIGS. 1 to 3 in terms of height.
  • the lighting device 2 has an arrangement of several alternating light 5 and dark 4 stripes, whereby the light stripes do not appear at the same time, but are presented one after the other.
  • FIG. 4 shows that for an observer location 3 different areas of the surface correspond with two light and dark stripes 4, 5 arranged one above the other. For example, the lower light stripe 5 is first switched on and the remaining area is dark, as a result of which the observer
  • the observer 3 can inspect part of the area 1. Subsequently, the lower light stripe 5 is switched off and the upper light stripe 5 is switched on, so that the observer 3 can view another area of the surface 1.
  • the light-dark boundary 6 or a light stripe 5 can also be shifted locally other than stepwise or step-wise, for example a light one can be shown in FIG. 4
  • Stripes are moved continuously from top to bottom or bottom to top. Such a temporal and spatial change in the structure presented causes errors to flash across the entire field of view and become inconspicuous again, thereby creating a dynamic of error detection which on the one hand supports error detection and on the other hand avoids camouflage zones in which errors are not recognized.
  • the lighting device 2 can be designed in different ways in order to provide the desired light-dark boundary in its luminance structure.
  • a luminous surface provided in the angular range of greater than 60 ° to the normal to surface 1 can be provided can be shielded according to the desired light-dark edge by mechanically movable screens.
  • Liquid crystal devices can also be provided, the permeability of which is electronically controlled in accordance with the desired luminous area.
  • FIG. 5 again shows an illumination device with a bright stripe 5 in different local assignment to an arched surface 1, the observer 3 inspecting different surface areas of the surface 1 in accordance with the beam paths shown.
  • the stripes 5 directly lined up are switched to light one after the other in time, the remaining area remaining dark.
  • the observer is preferably equipped, for example, with an infrared control device, so that he can switch on the bright stripes 5 according to his needs. If the surface is more strongly arched transversely to the observation direction, it is advantageous to use an illumination device 2 'with curved light strips 5 which can be switched on. Stripes are sufficient for only slight curvatures.
  • the luminous strips 5 are arranged parallel to the inspecting surface 1 'and can be switched on depending on the surface area to be viewed by the observer 3.
  • the glowing stripes on the lights of the fig. 5 and 6 can be Illumination of light-scattering, translucent material can be realized by tubular fluorescent lamps.
  • the fluorescent lamps can be enclosed by box-shaped or channel-shaped reflectors, leaving the light-emitting surface free.
  • a sufficient contrast is already achieved by the arrangement of the light strips if only the lamps of the strips surrounding the light strips are dimmed down to less than approx. 3%.
  • This dimming has the advantage that the lamps can be switched almost any number of times and thus a long lamp life can be achieved.
  • FIG. 7 shows an illumination device 2 with a luminance structure, which in turn has different strips 7 to be presented one after the other, the individual strips 7 consisting of alternating light and dark fields 8, 9. Because of the complicated structure of the lighting, such an arrangement can be used, in particular, for automatic image acquisition, and the light fields can also be moved continuously.
  • 8 shows an arrangement of a lighting device 2, which is designed as a roller, the Roller is rotatable, as indicated by the arrow, and has an illuminating strip 5, which can repeat along the circumference of the roller. When the roller rotates, the luminous strip, which is aligned parallel to surface 1, changes its position locally and the observer can continuously view the entire surface.
  • FIG. 9 shows an observation geometry for a cylinder 10 or, analogously, a light strip, the light density structure of which is observed by an observer with the aid of reflector optics 11.
  • the observer location can be changed with the aid of a deflection of the observer beam path by a deflecting auxiliary mirror 12. This is shown in FIG. 10, wherein an observer 3 observes the light-dark edge 6 reflected in the surface 1 or the light and dark areas 4, 5 via a deflecting mirror 12.
  • the light-dark edge 6 or the light stripe was moved in time and place relative to the fixed surface.
  • the light-dark edge 6 or the light stripe was moved in time and place relative to the fixed surface.
  • Relative movement between the surface and the light-dark edge is achieved by tilting or also pivoting, that is to say by a back and forth movement of the surface 1.
  • the luminance structure in the transverse direction to the observation direction should be at least as long as the length of the surface to be viewed.
  • a relative movement between the surface and the at least one light-dark edge by shifting the light-dark edge in combination with a transverse shift of the surface ie a movement in the direction of observation, makes sense.
  • the observed field moves over the body. If the light-dark edge 6 is additionally movable, an error can be tracked for a certain time and an adaptation can be made to the curvature of the body.
  • matt surfaces are understood to mean those surfaces which have a low proportion of gloss, such as matt metallic surfaces with a fine structure or the like.

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Abstract

Es wird eine Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen zur Erkennung von Fehlern, die mit einer Änderung des Verlaufs der Oberfläche verbunden sind, insbesondere zur Überprüfung matter, unlackierter Rohbaukarosserien vorgeschlagen. Dabei beleuchtet eine Beleuchtungsvorrichtung die Oberfläche streifenförmig und die so beleuchtete Oberfläche wird unter einem eine Spiegelung vorgebenden Winkel beobachtet. Es ist mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) nur in einem Winkelbereich größer als ein Grenzwinkel zur Normalen der zu inspizierenden Oberfläche quasiparallel zu der Oberfläche und quer zu der Hauptbeobachtungsrichtung angeordnet. Der zwischen Grenzwinkel und Normalen definierte Winkelbereich bleibt dunkel und die Hell-Dunkel-Kante ist in dem Winkelbereich größer als der Grenzwinkel und ist in bezug auf die Oberfläche (1) verschiebbar, wobei der Grenzwinkel mindestens 60° beträgt.

Description

Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Fehlerhafte Verformungen von Mattenoberflächen, zum Beispiel Beulen, Erhebungen, die sich durch allmähliche oder sprunghafte Abweichungen vom fehlerfreien gewünschten Verlauf der Krümmung von Oberflächen ergeben, lassen sich nach dem Stand der Technik visuell schlecht erkennen. Zur Erkennung derartiger Fehler werden Oberflächen mit großem Glanzanteil benötigt. Wenn hochglänzende Oberflächen als Spiegel verwendet werden, um eine gitter- oder streifenförmige Beleuchtungsstruktur zu beobachten, so zeigen sich Fehler als Verzerrungen, Lichtinseln oder dunkle Flecke und können somit leicht erkannt werden. Aus diesem Grunde werden matte Oberflächen, zum Beispiel Rohbauteile von Autokarosserien, zur Inspektion mit einem stark glänzenden Überzug durch Spezialδl versehen. Dadurch werden die zu einer Erkennung der Beleuchtungsstruktur benötigten Reflexionseigenschaften auf der Ober- fläche erzeugt und eine visuelle Fehlererkennung ermöglicht. Dieses Verfahren ist jedoch aufwendig und deshalb unwirtschaftlich.
Aus der DE 38 13 239 AI ist ein Prüfräum zur Überprü- fung der Oberfläche von Fahrzeugkarosserien auf Fehler bekannt. In diesem Prüfräum sind Prüfleuchten vorgesehen, die eine gleichmäßig ausgeleuchtete Milchglasscheibe mit einem geneigt angeordneten Schwarzstreifenraster aufweisen. Die Prüfleuchten sind so angeordnet, daß dieses Schwarzstreifenraster sich ganz flach in der zu überprüfenden Oberflächenpartie "spiegelt". Diese Ausbildung der Prüfleuchten hat den Nachteil, daß aufgrund der Vielzahl von Streifen der Kontrast an der Sehaufgabe verringert wird, da die nicht für die Sehaufgabe wirksamen
Streifen Licht einstrahlen und somit den Kontrast herabsetzen. Darüber hinaus verwirren die vielen Streifen den Beobachter und die schräge Anordnung der Streifen läßt nur punktuell ein scharfes Bild entste- hen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen zur Erkennung von Fehlern zu schaffen, die eine deutliche Fehlererkennung an den Oberflächen gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäße durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst. Dadurch, daß mindestens eine Hell-Dunkel-Kante nur in einem Winkelbereich größer als 60° zur Normalen der zu inspizierenden Oberfläche quasiparallel zu der Oberfläche und quer zu der Hauptbeobachtungsrichtung angeordnet ist und der entsprechend andere Winkelbereich dunkel bleibt und daß die Hell-Dunkel-Kante in dem betrachteten Winkelbereich in bezug auf die Oberfläche verschiebbar ist, kann ein Fehler in der Oberfläche deutlich erkannt werden, ohne von anderen Be- leuchtungsstrukturen überdeckt zu werden. Aufgrund der relativen Verschiebung zwischen Hell-Dunkel-Kante und zu inspizierender Oberfläche kann in Beobachtungsrichtung eine große Fläche überdeckt werden und der Fehler kann "gut" herausgeholt werden. Durch die quasiparallele Anordnung sowohl bei ebenen als auch einachsig oder zweiachsig gekrümmten Flächen ist die Hell-Dunkel-Kante in Richtung quer zur Beobachtungsrichtung über die gesamte Länge scharf darstellbar und die lichttechnischen Verhältnisse sind über die gesamte Länge ähnlich.
Durch die kontinuierliche oder sprunghafte Verschiebung der Hell-Dunkel-Kante, vorzugsweise eines hellen Streifens, kann die Empfindlichkeit gesteigert wer- den, da das Bild einer Kontraste im Gedächtnis einer betrachtenden Person gespeichert wird und bei Umschalten auf eine andere örtlich leicht verschobene Hell-Dunkel-Kante zum Vergleich mit der neu eingestellten Hell-Dunkel-Kante heranzgezogen werden kann. Da keine störenden Beleuchtungsstrukturen die Kontrastkante beeinflussen, kann ein geringerer Kontrast (z.B. 1:30) verwendet werden. Durch die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen möglich.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht der erfin- dungsgemäßen Anordnung zur Inspektion nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 2 eine schematische perspektivische Ansicht einer Anordnung nach Fig. 1 mit einer gekrümmten Oberfläche,
Fig. 3 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 mit anderen Strahlenverläufen,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer
Anordnung zur Inspektion in einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Anordnung entsprechend Fig. 4,
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Anordnung nach der Erfindung mit senkrechten zu beobachtenden Flächen,
Fig. 7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, Fig. 8 eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 9 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und
Fig. 10 die schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist schematisch die Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflä- chen zur Erkennung von Fehlern dargestellt, die beispielsweise in einem Prüfraum entsprechend dem genannten Stand der Technik vorgesehen ist. Eine matte Oberfläche 1, die beispielsweise eine Fläche einer Rohbaukarosserie sein kann, wird von einer Hell-Dun- kel-Kante 6 unter Winkeln von ca. 60°, besser 75° oder kleiner zur Normalen der Oberfläche 1 bestrahlt.
Durch eine leichte Veränderung des Beobachterstandortes 3 können die Kontrastverhältnisse auch inver- tiert werden, so daß helle Flächen nunmehr dunkel und dunkle Flächen nunmehr hell erscheinen. In Fig. 2 wird die Hell-Dunkel-Kante 6 von einer Beleuchtungsvorrichtung 2 geliefert, die eine Leuchtdichtestruktur mit einem hellen Streifen 5 aufweist, wobei die anderen Flächen 4 dunkel sind. In Fig. 1 und Fig. 2 wird die Oberfläche 1 von einem Beobachter 3, der auch durch ein bildaufnehmendes System mit entsprechender Bildverarbeitung ersetzt werden kann, unter dem zu der Hell-Dunkel-Kante 6 entsprechenden Spie- gelwinkel betrachtet. Die einen Fehler umgebende Oberfläche erscheint dem Beobachter dunkel, weil der Spiegelwinkel zur dunklen Fläche 4 führt . Aufgrund der Oberflächenkrümmung am Fehler F erscheint ein Teil des Fehlers hell, weil der jeweilige Spiegelwin- kel zur hellen Fläche 5 führt.
Da die Hell-Dunkel-Kante 6 durch eine helle streifen- förmige Fläche 5 zwischen dunklen Flächen realisiert ist, entstehen am Übergang von hell zu dunkel zwei Hell-Dunkel-Kanten. Die Breite des hellen Streifens 5 ist experimentell zu ermitteln und wird so gewählt, daß die gewünschte Erkennung der kleinsten vorkommenden Fehler möglich ist. Eine entsprechende Darstellung ist in Fig. 3 gezeigt, bei der ein Fehler F im Vergleich zu Fig. 1 an zwei Stellen dunkel erscheint, weil durch den Fehler sowohl weniger als auch mehr ausgelenkte Strahlen zu dunklen Flächen 4 führen.
Die Hell-Dunkel-Kante 6 ist quasiparallel zur Ober- fläche 1 angeordnet und wenn die zu inspizierende
Oberfläche eine gekrümmte Fläche ist, wie beispielsweise das Dach oder die Motorhaube bzw. Kofferraumdeckel einer Rohkarosserie, folgt die Hell-Dunkel- Kante 6 dem Verlauf der Krümmung der Oberfläche 1, wodurch ein Beobachter, der die Oberfläche quer zur Krümmung betrachtet, in allen Standorten 3.1, 3.2, 3.3 gemäß Fig. 2 die gleichen lichttechnischen Verhältnisse vorfindet.
Damit eine in Beobachtungsrichtung große Fläche inspiziert werden kann, ist die durch den hellen Streifen 5 in dunkler Umgebung 4 gebildete Hell-Dunkel- Kante 6 verschiebbar, in den Fign. 1 bis 3 in bezug auf die Höhe, angeordnet. Dies wird schematisch in Fig. 4 angedeutet, in der die Beleuchtungsvorrichtung 2 eine Anordnung von mehreren sich abwechselnden hellen 5 und dunklen 4 Streifen aufweist, wobei die hellen Streifen allerdings nicht gleichzeitig erscheinen, sondern zeitlich nacheinander präsentiert wer- den. Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß für einen Beobachterstandort 3 verschiedene Bereiche der Oberfläche mit zwei übereinander angeordneten hellen und dunklen Streifen 4, 5 korrespondieren. Beispielsweise ist zuerst der untere helle Streifen 5 eingeschaltet und die übrige Fläche ist dunkel, wodurch der Beobachter
3 einen Teil der Fläche 1 inspizieren kann. Anschließend wird der untere helle Streifen 5 abgeschaltet und der obere helle Streifen 5 eingeschaltet, so daß der Beobachter 3 einen anderen Bereich der Oberfläche 1 betrachten kann.
Selbstverständlich kann die Hell -Dunkel -Grenze 6 bzw. ein heller Streifen 5 auch anders als schrittweise oder sprungweise örtlich verschoben werden, bei- spielsweise kann entsprechend Fig. 4 ein heller
Streifen kontinuierlich von oben nach unten bzw. unten nach oben bewegt werden. Eine solche zeitliche und örtliche Veränderung der dargebotenen Struktur bewirkt, daß Fehler über das gesamte Sehfeld aufblin- ken und wieder unauffällig werden, wodurch eine Dynamik der Fehlererkennung entsteht, die einerseits die Fehlererkennung unterstützt und andererseits Tarnzonen, in denen Fehler nicht erkannt werden, vermeidet.
Die Beleuchtungsvorrichtung 2 kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, um die gewünschte Hell- Dunkel-Grenze in ihrer Leuchtdichtestruktur zu liefern. Beispielsweise kann eine im Winkelbereich von größer 60° zur Normalen der Oberfläche 1 vorgesehene leuchtende Fläche zur Verfügung gestellt werden, die entsprechend der gewünschten Hell-Dunkel-Kante durch mechanisch bewegliche Blenden abgeschirmt werden kann. Weiterhin ist es möglich, das Leuchtdichtemuster auf Projektionswände zu proj izieren, von denen die Oberfläche 1 dann bestrahlt wird. Es können auch Flüssigkristallvorrichtungen vorgesehen werden, deren Durchlässigkeit entsprechend der gewünschten Leucht- flache elektronisch gesteuert werden. In Fig. 5 ist nochmals eine Beleuchtungsvorrichtung mit einem hellen Streifen 5 in unterschiedlicher örtlicher Zuordnung zu einer gewölbt angeordneten Oberfläche 1 dargestellt, wobei der Beobachter 3 entsprechend den dargestellten Strahlengängen unterschiedliche Oberflächenbereiche der Oberfläche 1 inspiziert. Die unmittelbar aneinandergereihten Streifen 5 werden zeitlich nacheinander auf hell geschaltet, wobei die übrige Fläche dunkel verbleibt. Vorzugsweise ist der Beobachter beispielsweise mit einer Infrarotsteuereinrichtung ausgerüstet, so daß er die Einschaltung der hellen Streifen 5 entsprechend seinem Bedürfnis vornehmen kann. Wenn die Oberfläche quer zur Beobachtungsrichtung stärker gewölbt ist, ist es vorteilhaft, eine Beleuchtungsvorrichtung 2' mit gekrümmten einschaltbaren hellen Streifen 5 anzuwenden. Fürnur leichte Krümmungen reichen jedoch gerade Streifen aus .
In Fig. 6 ist eine Anordnung zur Inspektion von senkrechten Flächen 1', beispielsweise den Seitenwänden einer matten Rohkarosserie dargestellt. Auch hier sind die leuchtenden Streifen 5 parallel zur inspizierenden Oberfläche 1' angeordnet und sind je nach vom Beobachter 3 gewünschtem zu betrachtenden Oberflächenbereich einschaltbar. Die leuchtenden Streifen auf den Leuchten der Fign. 5 und 6 können durch Hin- terleuchtung lichtstreuenden, transluzenten Materials durch röhrenförmige Leuchtstofflampen realisiert werden.
Um die leuchtenden Streifen gegeneinander optisch abzuschatten, können die Leuchtstofflampen von kastenförmigen oder rinnenförmigen Reflektoren unter Freilassung der lichtabstrahlenden Fläche umschlossen werden .
Durch die Anordnung der Leuchtstreifen wird ein ausreichender Kontrast bereits erreicht, wenn nur die Lampen der den leuchtenden Streifen umgebenden Streifen auf weniger als ca. 3 % heruntergedimmt sind. Diese Dimmung hat den Vorteil, daß die Lampen fast beliebig oft schaltbar sind und somit eine lange Lampenlebensdauer erreicht werden kann.
Wenn daher in der Anmeldung von "hell" und "dunkel" gesprochen wird, beziehen sich die Definitionen aufeinander, d.h. "dunkel" wird in bezug auf "hell" durch den gewünschten oder notwendigen Kontrast vorgegeben.
In Fig. 7 ist eine Beleuchtungsvorrichtung 2 mit einer Leuchtdichtestruktur dargestellt, die wiederum verschiedene nacheinander zu präsentierende Streifen 7 aufweist, wobei die einzelnen Streifen 7 aus abwechselnden hellen und dunklen Feldern 8, 9 bestehen. Wegen der komplizierten Struktur der Beleuchtung ist eine solche Anordnung insbesondere für eine automatische Bilderfassung anwendbar, wobei die Leuchtfeider auch kontinuierlich bewegt werden können. In Fig. 8 ist eine Anordnung einer Beleuchtungsvorrichtung 2 dargestellt, die als Walze ausgebildet ist, wobei die Walze drehbar ist, wie durch den Pfeil angedeutet, und einen beleuchtenden Streifen 5 aufweist, der sich längs des Walzenumfanges weiderholen kann. Bei Drehung der Walze verändert sich der leuchtende Strei- fen, der parallel zur Oberfläche 1 ausgerichtet ist, örtlich seine Stellung und der Beobachter kann die gesamte Fläche kontinuierlich betrachten.
Fig. 9 zeigt eine Beobachtungsgeometrie für einen Zylinder 10 oder sinngemäß einen Leuchtstreifen, dessen Leuchtdichtestruktur mit Hilfe einer Reflektoroptik 11 von einem Beobachter betrachtet wird.
Der Beobachterstandort kann mit Hilfe einer Umlenkung des Beobachterstrahlenganges durch einen umlenkenden Hilfsspiegel 12 verändert werden. Dies ist in Fig. 10 dargestellt, wobei ein Beobachter 3 die in der Oberfläche 1 gespiegelte Hell-Dunkel-Kante 6 bzw. die hellen und dunklen Flächen 4, 5 über einen Umlenk- Spiegel 12 betrachtet.
In den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Hell-Dunkel-Kante 6 bzw. der helle Streifen zeitlich und örtlich relativ zur fest stehenden Ober- fläche bewegt. Es ist jedoch auch möglich, daß die
Relativbewegung zwischen der Oberfläche und der Hell- Dunkel-Kante durch Kippung oder auch Schwenkung, das heißt durch eine Hin- und Herbewegung der Oberfläche 1 erreicht wird.
In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen sollte die Leuchtedichtestruktur in Querrichtung zur Beobachtungsrichtung mindestens so lang sein wie die Länge der zu betrachtenden Oberfläche. Es ist jedoch auch denkbar, daß für große Flächen eine Relativbewe- gung zwischen der Oberfläche und der mindestens einen Hell-Dunkel-Kante durch Verschiebung der Hell-Dunkel- Kante in Kombination mit einer transversalen Verschiebung der Oberfläche, d.h. eine Bewegung in Be- obachtungsrichtung, sinnvoll ist.
Bei Transversalbewegung der Karosserie wandert das beobachtete Feld über die Karosserie. Wenn die Hell- Dunkel-Kante 6 zusätzlich beweglich ist, kann für eine gewisse Zeit ein Fehler verfolgt werden und eine Anpassung an die Krümmung der Karosserie jeweils vorgenommen werden.
In der obigen Beschreibung wird unter "matten Flä- chen" eine solche Fläche verstanden, die einen geringen Anteil an Glanz aufweisen, wie matte metallische Flächen mit Feinstruktur oder dergleichen.

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten Oberflächen zur Erkennung von Fehlern, die mit einer Änderung des Verlaufs der Oberfläche verbunden sind, insbesondere zur Überprüfuung matter, unlackierter Rohbaukarosserien, bei der eine Beleuchtungsvorrichtung die Oberfläche streifenformig beleuchtet, und die so beleuchtete Oberfläche unter einem eine Spiegelung vorgebenden Winkel beobachtet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) nur in einem Winkelbereich größer als ein Grenzwinkel zur Normalen der zu inspizierenden Oberfläche quasiparallel zu der Oberfläche und quer zu der Hauptbeobachtungsrichtung angeordnet ist, und der zwischen Grenzwinkel und Normalen definierte Winkelbereich dunkel bleibt und die Hell-Dunkel- Kante in dem Winkelbereich größer als der Grenzwinkel in bezug auf die Oberfläche (1) verschiebbar ist, wobei der Grenzwinkel mindestens 60° beträgt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwinkel 75° beträgt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsvorrichtung (2) eine Leuchtedichtestruktur mit einem strei- fenförmigen Feld (5) aufweist, das von zwei quasiparallelen Hell-Dunkel-Kanten (6) begrenzt ist .
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das streifenförmige Feld (7) eine Mehrzahl von in Richtung quer zur Beobachtungsrichtung angeordneten, sich abwechselnden hellen und dunklen Flächensegementen (8,9) aufweist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) entsprechend der zu inspi- zierenden Oberfläche (1) gekrümmt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) kontinuierlich bewegt wird.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) schritt- oder sprungweise bewegt wird.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (1) fest steht und die mindestens eine Hell -Dunkel- Kante (6) bewegbar ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Hell-Dunkel-Kante (6) fest steht und die Ober- fläche (1) bewegbar ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (1) von einem Beobachter (3) oder einem bildaufnehmenden System mit entsprechender Bildverarbeitung inspiziert wird.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine
Hell-Dunkel-Kante (6) mittels einer ansteuerbaren Flüssigkristallvorrichtung realisiert ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der
Hell-Dunkel-Kante (6) mittels einer von dem Beobachter betätigbaren Steuervorrichtung steuerbar ist.
EP97913102A 1996-10-08 1997-10-07 Anordnung zur inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten oberflächen Withdrawn EP0931255A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1996141349 DE19641349A1 (de) 1996-10-08 1996-10-08 Beleuchtungsanordnung zur visuellen und automatisierten Inspektion von Oberflächenfehlern
DE19641349 1996-10-08
PCT/DE1997/002364 WO1998015815A1 (de) 1996-10-08 1997-10-07 Anordnung zur inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten oberflächen

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Publication Number Publication Date
EP0931255A1 true EP0931255A1 (de) 1999-07-28

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ID=7808094

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97913102A Withdrawn EP0931255A1 (de) 1996-10-08 1997-10-07 Anordnung zur inspektion von matten ebenen und/oder gekrümmten oberflächen

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0931255A1 (de)
DE (1) DE19641349A1 (de)
WO (1) WO1998015815A1 (de)

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