DE102017221649A1 - Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component - Google Patents

Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component Download PDF

Info

Publication number
DE102017221649A1
DE102017221649A1 DE102017221649.2A DE102017221649A DE102017221649A1 DE 102017221649 A1 DE102017221649 A1 DE 102017221649A1 DE 102017221649 A DE102017221649 A DE 102017221649A DE 102017221649 A1 DE102017221649 A1 DE 102017221649A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
camera
measuring
measuring range
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102017221649.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Gigengack
Abdellah Barioudi
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.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102017221649.2A priority Critical patent/DE102017221649A1/en
Publication of DE102017221649A1 publication Critical patent/DE102017221649A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/30Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/004Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points
    • G01B5/008Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring coordinates of points using coordinate measuring machines
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8829Shadow projection or structured background, e.g. for deflectometry
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8854Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/8861Determining coordinates of flaws
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8887Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9515Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device
    • G01N2021/9518Objects of complex shape, e.g. examined with use of a surface follower device using a surface follower, e.g. robot

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils (Bn), insbesondere auf der Basis der Methode des Shape-from-Shading mit folgenden Schritten: - Anordnen von mindestens einer Kamera (K0), mindestens einem Beleuchtungselement (101B) und dem Bauteil (Bn) in einer Prüfanordnung derart, dass zumindest ein Bereich einer Bauteiloberfläche, der mindestens einem Messbereich (Mn) entspricht, von dem wenigstens einen Beleuchtungselement (101B) beleuchtet wird, - Aufnehmen einer Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera (K0) in mehreren Messbereichen (Mn) durch eine Bewegung der Kamera (K0) gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt, wobei die Messbereiche (Mn) der Bauteiloberfläche (3) in einer Bildebene der Kamera (K) abgebildet und gleichzeitig mit der Aufnahme der Bilder der Messbereichs-Bildfolge mit dem mindestens einen Beleuchtungselement (101B) in einem zugehörigen Beleuchtungsvorgang (Ln) beleuchtet werden, - Auswerten der aufgenommenen Bilder der Messbereichs-Bildfolge in mindestens einem der mehreren Messbereiche (Mn) der Bauteiloberfläche in Hinblick auf eine veränderte lokale Oberflächenneigung und/oder lokale optische Eigenschaften der Bauteiloberfläche.
Es ist vorgesehen, dass die Bewegung der Kamera (K0) und das mindestens eine Beleuchtungselement, die gemeinsam in einem erfindungsgemäßen Prüfkopf angeordnet sind, gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt bei dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge kontinuierlich vorgenommen wird.

Figure DE102017221649A1_0000
The invention relates to a method for optical shape detection and / or surface inspection of a component (B n ), in particular based on the method of shape-from-shading with the following steps: arranging at least one camera (K0), at least one illumination element (101B ) and the component (Bn) in a test arrangement such that at least one region of a component surface corresponding to at least one measurement region (Mn) is illuminated by the at least one illumination element (101B), - capturing a measurement region image sequence by means of the camera (K0 ) in a plurality of measuring areas (M n ) by a movement of the camera (K0) relative to the component (B n ) or vice versa, wherein the measuring areas (M n ) of the component surface (3) imaged in an image plane of the camera (K) and simultaneously the images of the measuring range image sequence are illuminated with the at least one lighting element (101B) in an associated lighting process (L n ), - Auswe of the recorded images of the measuring range image sequence in at least one of the plurality of measuring regions (M n ) of the component surface with regard to a changed local surface inclination and / or local optical properties of the component surface.
It is provided that the movement of the camera (K0) and the at least one illumination element, which are arranged together in a test head according to the invention, are carried out continuously with respect to the component (B n ) or vice versa when recording the measuring range image sequence.
Figure DE102017221649A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils, insbesondere auf der Basis der Methode des Shape-from-Shading, und eine zugehörige Vorrichtung sowie eine Prüfanordnung zwischen der Vorrichtung und dem Bauteil.The invention relates to a method for optical shape detection and / or surface inspection of a component, in particular based on the method of shape-from-shading, and an associated device and a test arrangement between the device and the component.

Zur Prüfung von Oberflächen werden in Abhängigkeit der verschiedenen Oberflächenprüfaufgaben stets spezielle Lösungsansätze entwickelt, die genau auf die Prüfaufgabe zugeschnitten sind. Beispielsweise werden mit hohem Aufwand technische Lösungen entwickelt, die für unterschiedliche Oberflächeneigenschaften, wie zum Beispiel spiegelnde Oberflächen (lackierte Fläche) oder matte Oberflächen, geeignet sind.Depending on the various surface testing tasks, special solutions are always developed for the testing of surfaces, which are tailored exactly to the test task. For example, technical solutions are developed at great expense which are suitable for different surface properties, such as, for example, reflective surfaces (painted surface) or matt surfaces.

Bekannte Verfahren sind unter anderem die Deflektometrie, die Stereometrie und das so genannte Shape-from-Shading mit statischem Aufbau. Bei Verfahren des Shape-from- Shading werden Veränderungen des Neigungsverlaufs oder auch flache Strukturen (niedrige Senken, leichte Anhebungen mit geringer Neigung) bestimmt. Dabei werden leichte Veränderungen der reflektierten Lichtintensität ausgewertet, um bei bekannter geometrischer Anordnung zwischen Kamera, Objekt und Lichtquelle auf die jeweilige Neigung der reflektierenden Bereiche zu schließen.Known methods include deflectometry, stereometry and the so-called shape-from-shading with static structure. Shape-from-shading techniques determine changes in slope or even flat structures (low valleys, slight elevations with low slopes). In this case, slight changes in the reflected light intensity are evaluated in order to close the known inclination of the reflective areas with a known geometrical arrangement between camera, object and light source.

Die Deflektometrie kann verfahrensbedingt nur zur Prüfung von spiegelnden Flächen, wie zum Beispiel lackierten Flächen, verwendet werden.Due to the process, deflectometry can only be used to test reflective surfaces, such as painted surfaces.

Bisher bekannte Ansätze des Shape-from-Shading-Verfahrens werden soweit bekannt nur für matte, nicht für spiegelnde Flächen verwendet.Previously known approaches of the shape-from-shading method are widely known only for matte, not used for reflective surfaces.

Die Druckschrift WO 2004/051186 A1 ( EP 1 567 827 B1 ) offenbart ein Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Beurteilung von optisch glatten, glänzenden oder optisch rauen Oberflächen Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass ein photometrisches Stereoverfahren, ein deflektometrisches Verfahren und ein Streukörper so kombiniert werden, dass die Orte auf der Streukörperoberfläche flächig codiert werden.The publication WO 2004/051186 A1 ( EP 1 567 827 B1 ) discloses a method for optical shape detection and / or evaluation of optically smooth, shiny or optically rough surfaces. The method is characterized in that a photometric stereo method, a reflectometric method and a diffuser are combined so that the locations on the scatterer surface area code become.

Bekannt ist die Druckschrift DE 203 17 095 U1 , die eine Vorrichtung zur Erkennung von Fehlern einer Objektoberfläche eines Objekts vorstellt, mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung des Objekts mit einem Beleuchtungsstrahl, der unter einem Einfallswinkel zur Oberfläche auf das Objekt fällt; einem Lichtdetektor zum Erfassen eines von der Objektoberfläche auf den Belichtungsstrahl hin reflektierten Strahls, der unter einem Ausfallswinkel zur Objektoberfläche von dem Objekt reflektiert wird, wobei der Ausfallswinkel gleich dem Einfallswinkel ist, um Bilddaten zu erhalten; und einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Bilddaten, um mögliche Fehler zu erkennen. Die Erkenntnis besteht darin, dass eine sehr kontrastreiche Abbildung einer Objektoberfläche und damit eine erleichterte und/oder sichere Auswertung der Bilddaten, um Oberflächenfehler zu erkennen, möglich ist, wenn Beleuchtungseinrichtung und Erfassungseinrichtung derart zu der zu prüfenden Oberfläche angeordnet werden, dass der Einfallswinkel des Beleuchtungsstrahls zur Oberfläche den gleichen Winkel aufweist, wie der Erfassungsstrahl zur Oberfläche geneigt ist, das heißt, die Glanzwinkel-Bedingung erfüllt ist, da dann dadurch eine sehr kontrastreiche Abbildung erhalten wird, bei der sich fehlerhafte von fehlerfreien Oberflächenstellen stark in ihrer Helligkeit unterschieden.The document is known DE 203 17 095 U1 comprising an apparatus for detecting defects of an object surface of an object, comprising a light source for illuminating the object with an illuminating beam incident on the object at an angle of incidence to the surface; a light detector for detecting a beam reflected from the object surface onto the exposure beam, which is reflected from the object at an angle of reflection to the object surface, the angle of departure being equal to the angle of incidence to obtain image data; and an evaluation device for evaluating the image data in order to detect possible errors. The finding is that a very high-contrast imaging of an object surface and thus a facilitated and / or reliable evaluation of the image data to detect surface defects, is possible if the illumination device and detection device are arranged to the surface to be tested such that the angle of incidence of the illumination beam to the surface at the same angle as the detection beam is inclined to the surface, that is, the gloss angle condition is satisfied, since then a very high-contrast image is obtained, in which faulty of defect-free surface sites differ greatly in their brightness.

Die Druckschrift DE 10 2004 038 761 A1 betrifft eine kamera-basierte Prüfung eines Objektes, welches durch wenigstens eine Lichtquelle beleuchtet wird. Hierbei wird mit einer Kamera ein durch eine Lichtquelle beleuchtetes Objekts erfasst und die Bilddaten einer Bildverarbeitung unterzogen. Bei der Verarbeitung wird die Methode des Shape-from-Shading angewandt, bei welcher die Rekonstruktion der Objektoberfläche durch die Minimierung einer Kostenfunktion erfolgt. Um unerwünschte Reflektionen an Kanten und Flächen des Objektes zu vermeiden, wird nicht das gesamte Objekt durch die Lichtquelle beleuchtet, sondern nur Teile davon. Die zu verarbeitenden Bildbereiche werden in ihrer Größe so gewählt, dass die Kostenfunktion des Shape-from-Shading innerhalb dieser Bildbereiche möglichst optimal an die Soll-Geometrie angepasst werden könnte, falls das Objekt in diesem Bereich der Soll-Geometrie entspräche. Alternativ können aber auch innerhalb der Bildbereiche Stützstellenwerte so definiert vorgegeben werden, dass die Kostenfunktion des Shape-from-Shading bei der Führung durch diese Stützstellen derart in diskrete Abschnitte unterteilt wird, dass diese möglichst optimal an die Soll-Geometrie angepasst werden könnte, falls das Objekt in diesen Bereichen der Soll-Geometrie entspricht.The publication DE 10 2004 038 761 A1 relates to a camera-based examination of an object which is illuminated by at least one light source. In this case, an object illuminated by a light source is detected with a camera and the image data is subjected to image processing. The processing uses the method of shape-from-shading, in which the reconstruction of the object surface is done by minimizing a cost function. In order to avoid unwanted reflections on edges and surfaces of the object, not the entire object is illuminated by the light source, but only parts of it. The image areas to be processed are selected in size such that the cost function of the shape-from-shading could be optimally adapted to the desired geometry within these image areas, if the object in this area corresponded to the desired geometry. Alternatively, however, interpolation point values can also be predefined within the image areas in such a way that the cost function of the shape-from-shading is subdivided into discrete sections during guidance through these interpolation points so that they can be optimally adapted to the desired geometry, if that Object in these areas corresponds to the target geometry.

Zudem wird auf die Druckschrift EP 1 949 673 B1 verwiesen, die ein Verfahren zur Aufnahme einer Anzahl von Bildern eines Gegenstandes in kurzer zeitlicher Folge mit mindestens einer Kamera unter Verwendung von mindestens drei unterschiedlichen Phasenlagen einer strukturierten Beleuchtung beschreibt, nämlich einem Streifenmuster oder einem Interferenzmuster, wobei die Phasenlagen räumlich nebeneinander betrieben werden, wobei der Gegenstand relativ zu der strukturierten Beleuchtung bewegt wird, so dass ein bestimmtes Merkmal des Gegenstands zu unterschiedlichen Zeitpunkten in den unterschiedlichen Phasenlagen der strukturierten Beleuchtung zu liegen kommt, wobei eine Geschwindigkeit der Bewegung des Gegenstands und/oder ein Zeitpunkt von Ausleseprozessen so gewählt ist/sind, dass sich der Prüfgegenstand zwischen zwei Ausleseprozessen um einen Pixelabstand oder ein Vielfaches davon weiterbewegt, und dass für jede Phasenlage, in welcher das Merkmal zu liegen kommt, dieselbe Anzahl von Zeilen des Kamerachips ausgelesen wird, wobei für jede Phasenlage, in welcher das Merkmal zu liegen kommt, nur ein Teilbereich des Kamerachips ausgelesen wird, nämlich so viele Zeilen des Kamerachips, wie Bilder mit verschiedenen Phasenlagen aufzunehmen sind oder ein Vielfaches davon, und wobei die kurze zeitliche Folge kurz ist im Vergleich zu einer zeitlichen Folge, die bei einem Auslesen aller Zeilen des Kamerachips erreicht werden kann.In addition, the publication EP 1 949 673 B1 which describes a method for capturing a number of images of an object in a short time sequence with at least one camera using at least three different phase positions of a structured illumination, namely a fringe pattern or an interference pattern, wherein the phase positions are operated spatially next to each other, wherein the Object is moved relative to the structured illumination, so that a certain feature of the object comes to lie at different times in the different phase angles of the structured illumination, wherein a speed of movement of the Item and / or a time of readout processes is / are chosen so that the test object moves between two readout processes by a pixel pitch or a multiple thereof, and that for each phase position in which the feature comes to lie, the same number of lines of the camera chip is read out, wherein for each phase position in which the feature comes to lie, only a portion of the camera chip is read out, namely as many lines of the camera chip, how to record images with different phase angles or a multiple thereof, and the short temporal sequence short is compared to a temporal sequence that can be achieved by reading all lines of the camera chip.

Bekannt ist ferner ein in der Druckschrift EP 1 864 081 B1 beschriebenes, ebenfalls auf einer Halbkugel beruhendes Beleuchtungssystem, wobei die Halbkugel als vollkommen lichtundurchlässiger Streukörper ausgebildet ist und somit ausschließlich als Reflektor dient, welches zur optischen Formvermessung und/oder optischen Prüfung von Gegenständen dient. Das Beleuchtungssystem umfasst mindestens eine Kamera, mindestens ein Objektiv, den undurchsichtigen Streukörper (Halbkugel) mit mindestens zwei im Inneren des Streukörpers angeordneten Lichtquellen, wobei eine Innenseite des Streukörpers von einer oder mehreren der einzeln oder in Gruppen unabhängig voneinander schaltbaren Lichtquellen derart beleuchtet ist, dass die mindestens zwei Lichtquellen außerhalb des Zentrums des Streukörpers so platziert sind, dass die Innenseite des Streukörpers entlang einer sich ausgehend von einem Punkt des Äquators des Streukörpers in Richtung zum Nordpol desselben und weiter zu einem gegenüberliegenden Punkt des Äquators erstreckenden Linie mit stetig wachsender oder mit stetig fallender Beleuchtungsstärke beleuchtet ist, wenn mindestens eine der Lichtquellen eingeschaltet ist.Also known is a in the document EP 1 864 081 B1 described, also based on a hemisphere illumination system, wherein the hemisphere is designed as a completely opaque scattering body and thus serves exclusively as a reflector, which is used for optical shape measurement and / or optical inspection of objects. The illumination system comprises at least one camera, at least one objective, the opaque scattering body (hemisphere) with at least two light sources arranged inside the scattering body, wherein an inside of the scattering body is illuminated by one or more light sources which can be switched individually or in groups independently of one another such that the at least two light sources are placed outside the center of the scattering body so that the inside of the scattering body along a line extending from a point of the equator of the scatterer toward the north pole and further to an opposite point of the equator with steadily increasing or continuous falling illuminance is illuminated when at least one of the light sources is turned on.

Die Druckschrift EP 1 949 673 B1 beschreibt ein Verfahren zur Aufnahme einer Anzahl von Bildern eines Gegenstandes in kurzer zeitlicher Folge mit mindestens einer Kamera unter Verwendung von mindestens drei unterschiedlichen Phasenlagen einer strukturierten Beleuchtung, nämlich einem Streifenmuster oder einem Interferenzmuster, wobei die Phasenlagen räumlich nebeneinander betrieben werden, wobei der Gegenstand relativ zu der strukturierten Beleuchtung bewegt wird, so dass ein bestimmtes Merkmal des Gegenstands zu unterschiedlichen Zeitpunkten in den unterschiedlichen Phasenlagen der strukturierten Beleuchtung zu liegen kommt, wobei eine Geschwindigkeit der Bewegung des Gegenstands und/oder ein Zeitpunkt von Ausleseprozessen so gewählt ist/sind, dass sich der Prüfgegenstand zwischen zwei Ausleseprozessen um einen Pixelabstand oder ein Vielfaches davon weiterbewegt, und dass für jede Phasenlage, in welcher das Merkmal zu liegen kommt, dieselbe Anzahl von Zeilen des Kamerachips ausgelesen wird, wobei für jede Phasenlage, in welcher das Merkmal zu liegen kommt, nur ein Teilbereich des Kamerachips ausgelesen wird, nämlich so viele Zeilen des Kamerachips, wie Bilder mit verschiedenen Phasenlagen aufzunehmen sind oder ein Vielfaches davon, und wobei die kurze zeitliche Folge kurz ist im Vergleich zu einer zeitlichen Folge, die bei einem Auslesen aller Zeilen des Kamerachips erreicht werden kann.The publication EP 1 949 673 B1 describes a method for capturing a number of images of an object in a short temporal sequence with at least one camera using at least three different phase positions of a structured illumination, namely a stripe pattern or an interference pattern, wherein the phase positions are operated spatially next to each other, wherein the object relative to the structured illumination is moved so that a particular feature of the object comes to lie at different times in the different phase positions of the structured illumination, wherein a speed of movement of the object and / or a time of readout processes is / are selected such that the Test object between two readout processes by a pixel pitch or a multiple thereof moves on, and that for each phase position in which the feature comes to lie, the same number of lines of the camera chip is read, wherein for each phase nlage in which the feature comes to lie, only a portion of the camera chip is read out, namely as many lines of the camera chip, how to record images with different phase angles or a multiple thereof, and wherein the short temporal sequence is short compared to a temporal Sequence that can be reached when reading all the lines of the camera chip.

Bekannt ist ferner die Druckschrift WO 2015/000898 A1 , die ein Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Prüfung eines Gegenstandes sowie eine Vorrichtung zur optischen Formerfassung und/oder Prüfung eines Gegenstandes offenbart. Das Verfahren und die Vorrichtung sind zur Formerfassung und/oder Prüfung von Gegenständen mit optisch rauer Oberfläche und/oder mit glänzender Oberfläche bis hin zu optisch glatter Oberfläche geeignet. Es erfolgt schrittweise ein - Anordnen von mindestens einer Kamera, mindestens einem linienförmigen Beleuchtungselement und einem Gegenstand derart relativ zueinander, dass eine Gegenstandsoberfläche von dem wenigstens einen Beleuchtungselement beleuchtbar und von der Kamera aufnehmbar ist; - Bewirken einer Relativbewegung zumindest zwischen zwei Elementen ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus dem Gegenstand, dem wenigstens einen Beleuchtungselement und der Kamera, wobei eine Bewegungsrichtung mit dem wenigstens einen Beleuchtungselement einen Winkel einschließt, der von 0° verschieden ist; - Aufnehmen einer Bildfolge der Gegenstandsoberfläche mit der Kamera während der Relativbewegung, wobei die Gegenstandsoberfläche in einer Bildebene der Kamera abgebildet wird; - Beleuchten der Gegenstandsoberfläche während der Belichtung der Bildebene mit dem wenigstens einen Beleuchtungselement, und - Auswerten der aufgenommenen Bildfolge in Hinblick auf lokale Oberflächenneigungen und/oder lokale optische Eigenschaften der Gegenstandsoberfläche.Also known is the publication WO 2015/000898 A1 US-A-4/613531 discloses a method of optical shape detection and / or inspection of an article and an apparatus for optical shape detection and / or inspection of an article. The method and the device are suitable for form detection and / or testing of objects with an optically rough surface and / or with a glossy surface up to an optically smooth surface. There is a gradual introduction - arranging at least one camera, at least one line-shaped illumination element and an object relative to each other such that an object surface of the at least one illumination element can be illuminated and received by the camera; Causing a relative movement at least between two elements selected from a group consisting of the object, the at least one lighting element and the camera, wherein a direction of movement with the at least one lighting element forms an angle other than 0 °; - capturing an image sequence of the object surface with the camera during the relative movement, wherein the object surface is imaged in an image plane of the camera; Illuminating the object surface during the exposure of the image plane with the at least one illumination element, and evaluating the recorded image sequence with regard to local surface slopes and / or local optical properties of the object surface.

Ein Nachteil der bekannten Lösungen besteht darin, dass die Diffusität des durch die Beleuchtungselemente ausgesendeten Lichtes für glänzende zum Beispiel lackierte Flächen, bei denen je nach Art des Lacks von diffuser Streuung (optisch raue Oberfläche) zumeist glänzende Anteile bis hin zu spiegelnden Anteilen auftreten, nicht ausreichend ist, um Spiegelungen der Lichtquellen, insbesondere lichtemittierenden Dioden (LED's), auf dem zu prüfenden Bauteil ausreichend zu unterdrücken.A disadvantage of the known solutions is that the diffusivity of the light emitted by the lighting elements for glossy, for example, painted surfaces, where depending on the type of paint from diffuse scattering (optically rough surface) mostly glossy proportions to specular components occur not is sufficient to suppress reflections of the light sources, in particular light-emitting diodes (LED's) on the component to be tested sufficiently.

Darüber hinaus sind alle bekannten Lösungen für Vorrichtungen und die zugehörigen Verfahren sehr zeitaufwändig und kompliziert aufgebaut und somit für einen Serieneinsatz kaum geeignet.In addition, all known solutions for devices and associated methods are very time consuming and complicated and thus hardly suitable for mass production.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung für Bauteile mit unterschiedlichen geometrischen Freiformen, insbesondere auf der Basis der Methode des Shape-from-Shading, zu schaffen, welche sich für einen Serieneinsatz eignen und somit die Prüfzeiten der variabel untersuchbaren Bauteile kurz sind, wobei das Verfahren und die Vorrichtung ein qualitativ hochwertiges Prüfergebnis sowohl für unterschiedliche Oberflächeneigenschaften, insbesondere spiegelnde, insbesondere lackierte Oberflächen und matte Oberflächen erreichen soll. The invention is an object of the invention to provide a method and apparatus for optical shape detection and / or surface testing for components with different geometric freeforms, in particular based on the method of shape-from-shading, which are suitable for mass production and Thus, the test times of variably examined components are short, the method and the device should achieve a high-quality test result for both different surface properties, in particular reflective, especially painted surfaces and matte surfaces.

Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils, insbesondere auf der Basis der Methode des Shape-from-Shading, mit folgenden Schritten:

  • - Anordnen von mindestens einer Kamera, mindestens einem Beleuchtungselement und dem Bauteil in einer Prüfanordnung derart, dass zumindest ein Bereich einer Bauteiloberfläche, der mindestens einem Messbereich entspricht, von dem wenigstens einen Beleuchtungselement beleuchtet wird,
  • - Aufnehmen einer Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera in mehreren Messbereichen durch eine Bewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt, wobei die Messbereiche der Bauteiloberfläche in einer Bildebene der Kamera abgebildet und gleichzeitig mit der Aufnahme der Bilder der Messbereichs-Bildfolge mit dem mindestens einen Beleuchtungselement in einem zugehörigen Beleuchtungsvorgang beleuchtet werden,
  • - Auswerten der aufgenommenen Bilder der Messbereichs-Bildfolge in mindestens einem der mehreren Messbereiche der Bauteiloberfläche in Hinblick auf eine veränderte lokale Oberflächenneigung und/oder lokale optische Eigenschaften der Bauteiloberfläche.
The starting point of the invention is a method for optical shape detection and / or surface inspection of a component, in particular based on the method of shape-from-shading, with the following steps:
  • Arranging at least one camera, at least one lighting element and the component in a test arrangement such that at least one area of a component surface that corresponds to at least one measuring area is illuminated by the at least one lighting element,
  • - Recording a measuring range image sequence by the camera in several measuring ranges by a movement of the camera relative to the component or vice versa, wherein the measuring ranges of the component surface imaged in an image plane of the camera and simultaneously with the recording of images of the measuring range image sequence with the at least one lighting element illuminated in an associated lighting process,
  • Evaluating the recorded images of the measuring range image sequence in at least one of the plurality of measuring regions of the component surface with regard to an altered local surface inclination and / or local optical properties of the component surface.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

  • - die Bewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt bei dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge kontinuierlich vorgenommen wird.
According to the invention, it is provided that
  • - The movement of the camera relative to the component or vice versa in recording the measuring area image sequence is made continuously.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass in einer kontinuierlichen Bewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt die Bauteiloberfläche gemäß den genannten Merkmalen „abgescannt“ wird.A significant advantage of the method according to the invention is that in a continuous movement of the camera relative to the component or vice versa, the component surface is "scanned" according to the features mentioned.

Bei den herkömmlichen Verfahren wird eine Messposition angefahren, die Bewegung wird danach gestoppt, die Aufnahmen einer Messbereichs-Bildfolge wird durchgeführt und anschließend wird die nächste Messposition angefahren. Dadurch können durch das ständige Stoppen und Anfahren zur Erstellung der Messbereichs-Bildfolge nur deutlich geringere Messgeschwindigkeiten erreicht werden.In the conventional method, a measuring position is approached, the movement is then stopped, the recording of a measuring range image sequence is carried out and then the next measuring position is approached. As a result, only significantly lower measuring speeds can be achieved by the constant stopping and starting to produce the measuring range image sequence.

Ausgangspunkt der Erfindung ist als Vorrichtung ein Prüfkopf mit einem Gehäuseteil zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils unter Verwendung des Verfahrens, umfassend

  • - mindestens eine Kamera mit mindestens einem Objektiv zum Aufnehmen von Bilddaten mindestens eines Messbereichs-Bildes einer Messbereichs-Bildfolge einer Bauteiloberfläche des Bauteils,
  • - mindestens ein schaltbares Beleuchtungselement als Lichtquelle zur Beleuchtung zumindest eines Bereichs der Bauteiloberfläche des Bauteils während der Aufnahme des mindestens einen Messbereichs-Bildes, wobei
  • - das mindestens eine Beleuchtungselement außerhalb des Nordpols eines halbkugelförmigen Streukörpers gegenüber einer Messebene des Messbereichs-Bildes geneigt angeordnet ist, und
  • - das mindestens eine Objektiv der Kamera gegenüber dem Streukörper derart angeordnet ist, dass das Objektiv der Kamera durch die Sichtöffnung des Streukörpers an seinem Nordpol den beleuchteten Bereich der Bauteiloberfläche des Bauteils parallel zur Messebene des Messbereichs-Bildes erfasst.
The starting point of the invention is a device comprising a test head with a housing part for optical shape detection and / or surface testing of a component using the method
  • at least one camera with at least one objective for capturing image data of at least one measurement area image of a measurement area image sequence of a component surface of the component,
  • - At least one switchable lighting element as a light source for illuminating at least a portion of the component surface of the component during recording of the at least one measuring range image, wherein
  • - The at least one illumination element is arranged inclined outside the north pole of a hemispherical scattering body with respect to a measuring plane of the measuring range image, and
  • - The at least one lens of the camera relative to the scattering body is arranged such that the lens of the camera detected by the viewing aperture of the scatterer body at its north pole the illuminated area of the component surface of the component parallel to the measurement plane of the measuring range image.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass

  • - dem mindestens einen Beleuchtungselement ein Diffussorelement zugeordnet ist, welches das vom dem mindestens einen Beleuchtungselement ausgesendete Licht streut, welches anschließend in einem vorgebbaren Winkel auf eine Innenwand des Gehäuseteils trifft, wobei
  • - die Innenwand des Gehäuseteils zur Streuung des Lichts beschichtet ist, so die Innenwand als Lichtreflektor und als Streuelement wirkt, und das gestreute Licht in einem Reflektionswinkel von der Innenwand abstrahlt, welches anschließend auf eine dem Bauteil abgewandte Oberfläche des Streukörpers trifft,
  • - wobei der Streukörper das durch ihn hindurchtretende Licht austrittsseitig des Streukörpers verteilt, welches auf den zu beleuchtenden Bereich der Bauteiloberfläche des Bauteils trifft.
According to the invention, it is provided that
  • - The at least one lighting element is associated with a Diffussorelement which scatters the emitted light from the at least one illumination element, which then meets at a predetermined angle to an inner wall of the housing part, wherein
  • the inner wall of the housing part is coated to scatter the light, so that the inner wall acts as a light reflector and as a scattering element, and the scattered light radiates at a reflection angle from the inner wall, which subsequently impinges on a surface of the scattering body facing away from the component,
  • - Wherein the scattering body distributes the light passing through it on the outlet side of the scattering body, which strikes the area to be illuminated of the component surface of the component.

In vorteilhafter Weise werden die Spiegelungen der Lichtquelle(n) des mindestens einen Beleuchtungselementes erst durch die Reflektion an der Innenwand, insbesondere einer Zylinderinnenwand des Prüfkopfes, und der anschließenden Transmission durch eine als Streukörper ausgebildete opake Halbkugel soweit unterdrückt, dass eine Messung auf glänzenden Oberflächen und auch auf matten Oberflächen des jeweiligen zu prüfenden Bauteils möglich wird.Advantageously, the reflections of the light source (s) of the at least one illumination element only by the reflection on the inner wall, in particular a cylinder inner wall of the test head, and the subsequent transmission by an opaque hemisphere designed as a scattering body suppressed so far that a measurement on shiny surfaces and also on matte surfaces of the respective component to be tested is possible.

Die Opazität ist ein Maß für die Lichtundurchlässigkeit (Trübung) von transluzenten (streuend lichtdurchlässigen) Materialien und Schichten. Die Licht(un)durchlässigkeit der opaken Halbkugel als Streukörper wird als Transmission von elektromagnetischen Wellen angegeben. Mit anderen Worten, ein Teil des auf die opake Halbkugel treffenden Lichts mit bestimmter vorgebbarer Wellenlänge tritt somit durch das Material der opaken Halbkugel hindurch.Opacity is a measure of the opacity (opacity) of translucent (diffusely translucent) materials and layers. The light (un) permeability of the opaque hemisphere as scattering body is given as the transmission of electromagnetic waves. In other words, part of the light striking the opaque hemisphere with a certain predeterminable wavelength thus passes through the material of the opaque hemisphere.

Eine Prüfung auf matten Oberflächen ist mit dem gleichen Prüfkopf in der nachfolgend erläuterten Prüfanordnung und dem zugehörigen Verfahren ebenfalls möglich, so dass mit dem erfindungsgemäßen Prüfkopf innerhalb der erfindungsgemäßen Prüfanordnung in vorteilhafter Weise sowohl matte als auch glänzende Oberflächen des jeweils zu prüfenden Bauteils detektiert werden können.A test on dull surfaces is also possible with the same test head in the test arrangement and the associated method described below, so that with the test head according to the invention within the test arrangement according to the invention both matte and glossy surfaces of each component to be tested can be detected in an advantageous manner.

Der Prüfkopf weist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung das mindestens eine Beleuchtungselement zur Neigungsverstellung gegenüber der Messebene des Bauteils mindestens ein Neigungsverstellelement auf, das indirekt oder direkt mit dem Gehäuseteil in Verbindung steht.The test head has in a preferred embodiment of the invention, the at least one lighting element for tilt adjustment relative to the measuring plane of the component at least one Neigungsverstellelement which is indirectly or directly with the housing part in combination.

Bevorzugt ist das Diffussorelement an dem Beleuchtungselement angeordnet.The diffuser element is preferably arranged on the lighting element.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass als Beschichtung der streuenden und reflektierenden Innenwand eine weiße Spezialfarbe ausgebildet ist, die auf ihrer Innenseite eine raue Oberfläche mit einer vorgebbaren Oberflächenrauigkeit aufweist.In addition, it is preferably provided that a white special color is formed as a coating of the scattering and reflecting inner wall, which has on its inside a rough surface with a predeterminable surface roughness.

Außerdem ist der Prüfkopf dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke der opaken Halbkugel im unteren Teil - in Aquatornähe - in Richtung des oberen Teils - zum Nordpol hin - zum oberen Teil hin deutlich abnimmt. Zur Herstellung der opaken Halbkugel können verschiedene Materialien zum Einsatz kommen. Wesentlich ist, dass eine homogene Verteilung der Opazität vorliegt und dass die Opazität bei Ausdünnung des Materials, zum Beispiel durch ein Tiefziehverfahren, homogen bleibt.In addition, the test head is characterized in that the wall thickness of the opaque hemisphere in the lower part - in the vicinity of the equator - in the direction of the upper part - towards the north pole - towards the upper part decreases significantly. Various materials can be used to make the opaque hemisphere. It is essential that a homogeneous distribution of the opacity is present and that the opacity remains homogeneous when thinning the material, for example by a deep-drawing process.

Der Prüfkopf ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ein Hohlzylinder, der die genannten Komponenten in seinem Inneren vollständig in kompakter Weise aufnimmt.The test head is in a preferred embodiment of the invention, a hollow cylinder which receives the said components in its interior completely in a compact manner.

Die Erfindung umfasst zudem eine Prüfanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein robotergestützt geführter Prüfkopf gegenüber einem zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung angeordneten Bauteil angeordnet ist, wobei der Prüfkopf zum Aufnehmen einer Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera in mehreren Messbereichen des Bauteils durch eine Bewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt durch den Roboter geführt wird.The invention additionally comprises a test arrangement, which is characterized in that a robot-guided guided test head is arranged opposite a component arranged for optical shape detection and / or surface testing, wherein the test head for recording a measuring range image sequence by means of the camera in several measuring ranges of the component by a Movement of the camera relative to the component or vice versa is guided by the robot.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die globale Lage des Bauteils zur 6D-Bauteillokalisierung im Raum mit einem Lagebestimmungssystem, insbesondere einem Stereokamerasystem, bestimmt und eine 6D-Referenzlage berechnet wird, wobei zumindest eine einmalige Kalibrierung zwischen einem Roboterarm des Roboters und dem System durchgeführt wird, wodurch eine Referenzierung des Bauteils im dreidimensionalen Raum in seiner Soll-Position gegenüber dem robotergestützt geführten Prüfkopf in einer vorgebbaren Abstandskonstanz zwischen Prüfkopf und Bauteiloberfläche des Bauteils vorliegt.Finally, according to the invention, it is provided that the global position of the component for 6D component orientation in space is determined using a position determination system, in particular a stereo camera system, and a 6D reference position is calculated, at least a one-time calibration being performed between a robotic arm of the robot and the system, whereby there is a referencing of the component in three-dimensional space in its nominal position relative to the robot-guided guided test head in a predefinable distance constancy between the test head and the component surface of the component.

Die bisherigen Lösungen können als statisch und als nicht dynamisch bezeichnet und angesehen werden, da die Bewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt bei dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge nicht kontinuierlich erfolgt, mithin nicht in Echtzeit erfolgt.The previous solutions can be called static and as not dynamic and considered, since the movement of the camera relative to the component or vice versa when recording the measuring area image sequence is not continuous, so not done in real time.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Kamera und dem Bauteil während der Aufnahme der mehreren Bilder je Messbereich-Bild der Messbereichs-Bildfolge konstant ist.In a preferred embodiment of the invention, it is provided that the speed of the relative movement between the camera and the component during recording of the plurality of images per measuring range image of the measuring range image sequence is constant.

Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Kamera und dem Bauteil zwischen den Aufnahmen der mehreren Bilder je Messbereich-Bild der Messbereichs-Bildfolge konstant oder variabel ist.Furthermore, in a preferred embodiment of the invention, it is provided that the speed of the relative movement between the camera and the component between the recordings of the plurality of images per measurement area image of the measurement area image sequence is constant or variable.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die globale Lage des Bauteils im Raum in einer Null-Position vor dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera dreidimensional erfasst und als Soll-Position gespeichert wird.It is preferably provided that the global position of the component in space in a zero position before the recording of the measuring range image sequence by means of the camera is detected three-dimensionally and stored as a desired position.

Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abstand des Bauteils gegenüber der Kamera in Abhängigkeit der Bauteilgröße in einem vorgegebenen Abstand von der Soll-Position des Bauteils erfolgt, wobei der vorgegebene Abstand während der kontinuierlichen Bewegung innerhalb einer vorgebbaren Abstandsgenauigkeit eingehalten wird.In addition, it is preferably provided that the distance of the component relative to the camera in dependence on the component size takes place at a predetermined distance from the nominal position of the component, wherein the predetermined distance is maintained during the continuous movement within a predetermined distance accuracy.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist - wie erwähnt - vorgesehen, dass für jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge mehrere Bilder aufgenommen werden, die anschließend erfindungsgemäß zu dem den mindestens einen Messbereich repräsentierenden Messbereichs-Bild des Bauteils zusammengesetzt werden.In a preferred embodiment of the invention is - as mentioned - provided that for each image of the measuring range image sequence multiple images are subsequently added according to the invention to the measuring range image of the component representing the at least one measuring range.

Dabei wird erfindungsgemäß wie folgt vorgegangen, dass die Aufnahmen der mehreren Bilder der Messbereichs-Bildfolge der mehreren zweidimensionalen Messbereiche der erfassten Bauteiloberfläche zueinander eine Überlapplänge aufweisen.In this case, the procedure according to the invention proceeds as follows: the recordings of the multiple images of the measuring range image sequence of the several two-dimensional measuring ranges of the detected component surface relative to one another have an overlapping length.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass jedem Messbereich ein zweidimensionaler Messort zugeordnet ist, in dessen gesamtem Bildbereich mit der Bildgröße die Messebene als Tiefenschärfebedingung maximal um die Tiefenschärfe von der Bauteilkontur des Bauteils abweicht, wobei die Kamera orthogonal zu dem zweidimensionalen Messort ausgerichtet ist, und hinsichtlich der Orthogonalität eine vorgebbare Toleranz der Neigung gegenüber der Messebene eingehalten wird.Furthermore, it is preferably provided that each measuring range is assigned a two-dimensional measuring location, in the entire image area of which the image size deviates maximum depth of focus from the component contour of the component as a depth-sharpness condition, the camera being oriented orthogonally to the two-dimensional measuring location, and with respect to FIG Orthogonality a specified tolerance of the inclination towards the measuring level is maintained.

Das Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, dass jede Aufnahme der mehreren Bilder jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge innerhalb einer Belichtungsdauer auf einem Plateau mit konstantem Lichtstrom mit einem vordefinierten Nennlichtstrom vorgenommen wird.The method is further characterized in that each recording of the multiple images of each image of the measuring range image sequence is carried out within an exposure time on a plateau with a constant luminous flux with a predefined nominal luminous flux.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, dass der Beginn jeder ersten Aufnahme der mehreren Bilder jedes Bildes der Messbereichs-Bildfolge durch einen Trigger wegsynchron, in Abhängigkeit von der zurückgelegten Relativbewegung der Kamera gegenüber dem Bauteil oder umgekehrt vorgenommen wird, so dass die Überlapplänge konstant ist.Preferably, it is further provided that the beginning of each first recording of the multiple images of each image of the measuring range image sequence by a trigger wegtsynchron, in response to the distance traveled relative movement of the camera relative to the component or vice versa, so that the overlap length is constant.

Insbesondere ist vorgesehen, dass ein Master-Trigger-Signal, sobald sich die Kamera in Abhängigkeit der wegsynchronen Steuerung an einer ersten Aufnahme der mehreren Bilder jedes Bildes der Messbereichs-Bildfolge vorgesehenen Position befindet, eine Triggerkette auslöst, wobei mittels einer Slave-Triggers-Beleuchtung das mindestens eine Beleuchtungselement der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung der zugehörige Beleuchtungsvorgang und in einem zeitlichen Versatz eine Slave-Triggers-Kamera der Kamera angesteuert und gestartet wird, mittels der eine Bildaufnahme innerhalb des Plateaus vorgenommen wird, wonach das nächste Master-Trigger-Signal ausgelöst wird.In particular, it is provided that a master trigger signal, as soon as the camera is in dependence on the wegsynchronen control on a first shot of the multiple images of each image of the measuring range image sequence position provided triggers a trigger chain, by means of a slave trigger lighting the at least one illumination element of the at least one illumination device is associated with the associated illumination process and a slave trigger camera of the camera is triggered and started by means of which an image acquisition is undertaken within the plateau, whereafter the next master trigger signal is triggered.

Das Verfahren ist bevorzugt durch folgende Schritte gekennzeichnet:The method is preferably characterized by the following steps:

In einem ersten Schritt a) erfolgt innerhalb eines integrierten Schaltkreises die Aufnahme der mehreren Bilder jedes Bildes der Messbereichs-Bildfolge.In a first step a) takes place within an integrated circuit, the recording of the multiple images of each image of the measuring range image sequence.

In einem zweiten Schritt b) erfolgt innerhalb des integrierten Schaltkreises eine Verschiebungskorrektur, der vorgeplanten überlagerten Messbereiche, wobei bevorzugt neben der vorgeplanten Überlappung zusätzlich ungeplante Ungenauigkeiten korrigiert werden, indem die Aufnahmen der mehreren Bilder jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge und die Messbereiche untereinander relativ zueinander durch eine Verschiebungskorrektur „ausgeschwommen“ werden, nachdem die Einzelausschnitte der Bildaufnahme zur Berechnung einer Verschiebungskorrektur an einen Prozessor übertragen wurden, wobei das Ergebnis als Korrekturdaten an den integrierten Schaltkreis zur Verschiebungskorrektur zurückgesendet werden, so dass im integrierten Schaltkreis die Verschiebung durchgeführt wird.In a second step b), within the integrated circuit, a displacement correction, the pre-planned superimposed measuring ranges, wherein in addition to the pre-planned overlap additionally unplanned inaccuracies are corrected by the shots of the multiple images each image of the measuring range image sequence and the measuring ranges with each other relative to each other a shift correction is "panned out" after the individual sections of the image acquisition have been transferred to a processor for calculating a displacement correction, the result being sent back as correction data to the integrated circuit for displacement correction, so that the shift is performed in the integrated circuit.

In einem dritten Schritt c) wird nach dem Shape-from-Shading-Algorithmus die Berechnung des Albedo als Maß für das Rückstrahlvermögen der Bauteiloberfläche des Bauteils in dem mindestens einen der mehreren Messbereiche abgeleitet.In a third step c), according to the shape-from-shading algorithm, the calculation of the albedo as a measure of the retroreflectivity of the component surface of the component in the at least one of the plurality of measurement ranges is derived.

In einem vierten Schritt d) wird das Ergebnis der Berechnung des Shape-from-Shading-Algorithmus mit entsprechenden Filter- und Korrektur-Algorithmen gefiltert und korrigiert.In a fourth step d), the result of the calculation of the shape-from-shading algorithm is filtered and corrected with corresponding filter and correction algorithms.

In einem fünften Schritt e) wird eine Analyse der Messbereiche in Bezug auf besonders interessierende Bereiche und eine Maskierung vorgenommen.In a fifth step e), an analysis of the measuring ranges with respect to areas of particular interest and masking is carried out.

In einem sechsten Schritt f) werden die interessierenden Bereiche mit lokalen Koordinaten versehen, die denen auf der Bauteiloberfläche des entsprechenden Bauteils relevante Oberflächenfehler entsprechen, wobei die lokalen Koordinaten zur weiteren Berechnung an den Prozessor weitergereicht werden.In a sixth step f), the regions of interest are provided with local coordinates which correspond to surface defects relevant to the component surface of the corresponding component, the local coordinates being passed on to the processor for further calculation.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist weiter vorgesehen, dass in einem siebenten Schritt g) eine Defekterkennung erfolgt, in dem die potentiellen Defekte identifiziert werden.In a preferred embodiment of the invention is further provided that in a seventh step g) a defect detection takes place, in which the potential defects are identified.

In einem achten Schritt h) werden die potentiellen Defekte nach bestimmten vorgebbaren Parametern, insbesondere der Größe, parametriert und in Fehlerklassen klassifiziert.In an eighth step h) the potential defects are parameterized according to specific predefinable parameters, in particular the size, and classified into error classes.

In einem neunten Schritt h) werden von den potentiellen Defekten ausgehend echte Defekte klassifiziert.In a ninth step h) genuine defects are classified from the potential defects.

In einem zehnten Schritt i) werden zu diesen echten Defekten aus den lokalen Koordinaten eines Messbereichs die globalen Koordinaten gemäß der globalen Lage des Bauteils nach Anspruch 2 ermittelt, wobei die lokalen Koordinaten der echten Defekte im jeweiligen zweidimensionalen Messbereich dreidimensional auf die mehreren Messbereiche des Bauteils „gemappt“ werden, so dass die echten Defekte exakt im dreidimensionalen Raum auf dem eine dreidimensionale Freiform aufweisenden Bauteil angeordnet sind.In a tenth step i) for these genuine defects from the local coordinates of a measuring range, the global coordinates according to the global position of the component are determined according to claim 2, wherein the local coordinates of the real defects in the respective two-dimensional measuring range be three-dimensionally "mapped" to the multiple measuring ranges of the component, so that the real defects are arranged exactly in the three-dimensional space on the part having a three-dimensional free-form.

Die in einem elften Schritt j) „gemappten“ echten Defekte werden nach einer Übermittlung an eine Graphikkarte visualisiert auf einem Monitor angezeigt.The real defects "mapped" in an eleventh step j) are visualized on a monitor after being transmitted to a graphics card.

Schließlich werden in einem letzten zwölften Schritt k) die „gemappten“ echten Defekte in Fehlertabellen unter entsprechender Lokalisierung mit Defektart und Defektgröße abgespeichert und zur weiteren Auswertung bereitgestellt.Finally, in a last twelfth step k) the "mapped" real defects are stored in error tables with appropriate localization with defect type and defect size and provided for further evaluation.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 das erfindungsgemäße Prüfsystem zur Oberflächenprüfung an einem Bauteil, insbesondere an einem beispielhaft dargestellten Stoßfänger;
  • 2 eine Außenansicht eines Prüfkopfs des Prüfsystems;
  • 3 eine Prinzipskizze zur Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung und einer Lichtführung innerhalb des Prüfkopfes des Prüfsystems;
  • 4A eine perspektivische Darstellung des Innenaufbaus des aufgeschnitten dargestellten Prüfkopfes;
  • 4B eine perspektivische Darstellung der Beleuchtungselemente der Beleuchtungseinrichtung innerhalb des Prüfkopfes;
  • 5 eine schematische Darstellung (Draufsicht) einer Anordnung der als Beleuchtungselemente vorzugsweise verwendeten LED's innerhalb der Beleuchtungseinrichtung;
  • 6 eine schematische Darstellung (Seitenansicht) der Beleuchtungselemente;
  • 7 eine schematische Darstellung (Seitenansicht) der Beleuchtungselemente;
  • 8 eine schematische Darstellung einer Anordnung von Kameras innerhalb eines Kamerasystems nach dem Verfahrensprinzip Stereokamera zur Regelung einer Abstandskonstanz;
  • 9 eine Darstellung sowie Definition und Nomenklatur von Zeiträumen, die innerhalb der Prüfdauer der dynamischen Oberflächenprüfung von Bauteilen berücksichtigt werden;
  • 10 eine Darstellung sowie Definition und Nomenklatur von Bildgrößen, Messbereichen und Überlappungsbereichen innerhalb eines erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahrens;
  • 11 eine prinzipielle Darstellung mehrerer sich überlappender Messfenster;
  • 12 eine Definition und Nomenklatur einer zweidimensionale Anordnung von mehreren Messfenstern innerhalb des Bildaufnahmeverfahrens;
  • 13 die Anordnung einer Kamera eines Kamerasystems in einer nicht tolerierbaren Neigung gegenüber dem zu prüfenden Bauteil;
  • 14 die Anordnung der Kamera in einer orthogonalen Anordnung gegenüber dem zu prüfenden Bauteil;
  • 15 eine Darstellung zur Erläuterung der Bedeutung der Positionierung der Kamera unter Berücksichtigung einer Tiefenschärfe innerhalb des Messfeldes;
  • 16 eine erfindungsgemäß vorgesehene Taktführung der Bildaufnahmen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Messungen innerhalb des Bildaufnahmeverfahrens mittels der Beleuchtungseinrichtung;
  • 17 eine Definition und Nomenklatur der Beleuchtungsparameter innerhalb des Bildaufnahmeverfahrens mittels der Beleuchtungseinrichtung;
  • 18 eine Darstellung eines Trigger-Konzeptes zur Bildverarbeitung der mittels der Beleuchtungseinrichtung innerhalb des Bildaufnahmenverfahrens aufgenommenen Bilder;
  • 19 eine Darstellung der Konfiguration einer Steuervorrichtung des Verfahrens zur dynamischen Prüfung einer Bauteiloberfläche, insbesondere zur Darstellung eines Trigger- und Kommunikationskonzeptes;
  • 20 eine schematische Darstellung des zur Auswertung benötigten Softwarekonzeptes;
  • 21 eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der FPGA-Funktionen gemäß den 19 und 20;
  • 22 eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der GPU-Funktionen gemäß den 19 und 20;
  • 23 eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der CPU-Funktionen gemäß den 19 und 20.
The invention will be explained below in embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 the test system according to the invention for surface inspection on a component, in particular on a bumper exemplified;
  • 2 an external view of a test head of the test system;
  • 3 a schematic diagram illustrating a lighting device and a light guide within the test head of the test system;
  • 4A a perspective view of the internal structure of the test head shown cut open;
  • 4B a perspective view of the lighting elements of the illumination device within the probe;
  • 5 a schematic representation (top view) of an arrangement of the preferably used as lighting elements LEDs within the illumination device;
  • 6 a schematic representation (side view) of the lighting elements;
  • 7 a schematic representation (side view) of the lighting elements;
  • 8th a schematic representation of an arrangement of cameras within a camera system according to the method principle stereo camera for controlling a distance constancy;
  • 9 a representation and definition and nomenclature of periods taken into account during the dynamic surface inspection of components;
  • 10 a representation and definition and nomenclature of image sizes, measuring ranges and overlapping areas within an image recording method according to the invention;
  • 11 a schematic representation of several overlapping measuring windows;
  • 12 a definition and nomenclature of a two-dimensional array of multiple measurement windows within the image capture process;
  • 13 the arrangement of a camera of a camera system in an intolerable inclination relative to the component to be tested;
  • 14 the arrangement of the camera in an orthogonal arrangement with respect to the component to be tested;
  • 15 a representation for explaining the meaning of the positioning of the camera taking into account a depth of field within the measuring field;
  • 16 an inventively provided timing of the image recordings between two successive measurements within the image recording method by means of the illumination device;
  • 17 a definition and nomenclature of the illumination parameters within the image acquisition process by means of the illumination device;
  • 18 a representation of a trigger concept for image processing of the captured by means of the illumination device within the image recording method images;
  • 19 a representation of the configuration of a control device of the method for dynamically testing a component surface, in particular for representing a trigger and communication concept;
  • 20 a schematic representation of the software concept required for the evaluation;
  • 21 a schematic representation of the software concept, in particular the FPGA functions according to the 19 and 20 ;
  • 22 a schematic representation of the software concept, in particular the GPU functions according to the 19 and 20 ;
  • 23 a schematic representation of the software concept, in particular the CPU functions according to the 19 and 20 ,

Prüfsystem: Test system:

1 zeigt das erfindungsgemäße Prüfsystem 100 zur Oberflächenprüfung an einem Bauteil B, insbesondere an einem beispielhaft dargestellten Stoßfänger. 1 shows the test system according to the invention 100 for surface inspection on a component B , in particular on a bumper exemplified.

Vorgesehen ist der parallele Einsatz von einem oder mehreren robotergeführten, scannenden Prüfsystemen 100.The parallel use of one or more robot-controlled, scanning test systems is envisaged 100 ,

Die Prüfung des Bauteils Bn erfolgt im Ausführungsbeispiel auf einem Bauteilträger T, mit anderen Worten, das Bauteil Bn ist im gewählten Ausführungsbeispiel während der Prüfung ortsfest an/auf einem Bauteilträger T angeordnet.The examination of the component B n takes place in the embodiment on a component carrier T in other words, the component B n is in the selected embodiment during the test stationary on / on a component carrier T arranged.

Prüfkopf und Lichtführung:Test head and light guide:

Das robotergestütze Prüfsystem 100 umfasst als eine wesentliche Komponente einen Prüfkopf 101. Der Prüfkopf 101 des Prüfsystems 100 wird durch einen Industrieroboter 200 relativ zum Bauteil Bn geführt bewegt.The robot-based test system 100 includes a probe as an essential component 101 , The test head 101 of the test system 100 is by an industrial robot 200 relative to the component B n guided moves.

Die 2 zeigt eine Außenansicht des Prüfkopfs 101, wobei ein hohlzylindrisches Gehäuseteil 101A transparent dargestellt ist.The 2 shows an external view of the probe 101 , wherein a hollow cylindrical housing part 101A is shown transparently.

Im oberen Bereich des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A sind eine Kamera K0 und mindestens ein Beleuchtungselement 101B angeordnet.In the upper part of the hollow cylindrical housing part 101A are a camera K0 and at least one lighting element 101B arranged.

Im oberen Bereich ist eine Öffnung ausgeführt, die eine Belüftung des Gehäuseteils 101A, insbesondere zur Wärmeabfuhr, gewährleistet. Die Kamera K0 sitzt in einer im Gehäuseteil 101A angeordneten Aufnahme, die eine Lage-Feinjustierung der Kamera K0 ermöglicht.In the upper part of an opening is made, which provides ventilation of the housing part 101A , in particular for heat dissipation guaranteed. The camera K0 sits in one in the housing part 101A arranged recording, a position fine adjustment of the camera K0 allows.

Im unteren Bereich des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A ist ein kugelförmiger opaker Lichtverteiler 101D angeordnet, der auf der Innenseite des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A befestigt ist. Die Halbkugel weist zentrisch innerhalb der Halbkugel 101D in Verlängerung der Längserstreckung der Längsachse der Kamera K0 eine Sichtöffnung 101D-1 auf, oberhalb der das Objektiv der Kamera K0 angeordnet ist.In the lower part of the hollow cylindrical housing part 101A is a spherical opaque light distributor 101D arranged on the inside of the hollow cylindrical housing part 101A is attached. The hemisphere points centrically within the hemisphere 101D in extension of the longitudinal extent of the longitudinal axis of the camera K0 a viewing opening 101D - 1 on, above the lens of the camera K0 is arranged.

In 3 wird das Beleuchtungsprinzip beziehungsweise die Lichtführung schematisch dargestellt, welches durch eine spezielle Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung innerhalb des Prüfkopfes 101 des Prüfsystems 100 realisiert ist.In 3 the illumination principle or the light guide is shown schematically, which by a special embodiment of the illumination device within the probe 101 of the test system 100 is realized.

Das mindestens eine Beleuchtungselement 101B sendet Licht aus, welches zunächst an einem Diffussorelement 101B-1, insbesondere einer Diffusorplatte, gestreut wird. Dabei wird das Licht in einem vorgebbaren Winkel auf die Innenwand des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A ausgesendet. Zur Neigungsverstellung des mindestens einen Beleuchtungselementes 101B dienen Neigungsverstellelemente 101E (vergleiche 4B), die mit dem mindestens einen Beleuchtungselement 101B verbunden und in mindestens einer Trägerplatte 101F befestigt sind.The at least one lighting element 101B emits light, which is first on a Diffussorelement 101B - 1 , in particular a diffuser plate, is scattered. The light is at a predeterminable angle to the inner wall of the hollow cylindrical housing part 101A sent out. For tilt adjustment of the at least one lighting element 101B serve tilt adjustment 101E (see 4B) connected to the at least one lighting element 101B connected and in at least one support plate 101F are attached.

Die Innenwand des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A ist mit einer weißen Spezialfarbe - zur Ausbildung einer rauen Oberfläche - beschichtet, so dass die Innenwand des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A als Lichtreflektor 101G mit einer vorgebbaren Streuwirkung ausgebildet ist.The inner wall of the hollow cylindrical housing part 101A is coated with a white special paint - to form a rough surface - so that the inner wall of the hollow cylindrical housing part 101A as a light reflector 101G is formed with a predetermined scattering effect.

Das an dem zylindrischen Reflektor 101G reflektierte Licht erreicht somit in einem vorgebbaren Reflektionswinkel die Oberfläche der opaken Halbkugel 101D, die einen Teil des auftreffenden Lichtes nicht durch die Halbkugel 101D hindurchtreten lässt. Das hindurchtretende Licht (Transmission) wird zudem durch die opake Halbkugel 101D austrittsseitig innerhalb des unteren Bereiches des hohlzylindrischen Gehäuseteils 101A verteilt.The on the cylindrical reflector 101G reflected light thus reaches the surface of the opaque hemisphere at a predefinable angle of reflection 101D that part of the incident light is not through the hemisphere 101D let pass. The passing light (transmission) is also through the opaque hemisphere 101D exit side within the lower portion of the hollow cylindrical housing part 101A distributed.

Die Beleuchtungseinrichtung umfasst somit das mindestens eine Beleuchtungselement 101B mit der Diffusorplatte 101B-1, den Reflektor 101G und die opake Halbkugel 101D.The illumination device thus comprises the at least one illumination element 101B with the diffuser plate 101B - 1 , the reflector 101G and the opaque hemisphere 101D ,

Die opake Halbkugel ist dabei derart ausgeführt, dass die Wandstärke im unteren Teil in Richtung des oberen Teils zum oberen Teil hin deutlich abnimmt.The opaque hemisphere is designed such that the wall thickness decreases significantly in the lower part in the direction of the upper part towards the upper part.

In Verbindung mit den teilabsorbierenden Eigenschaften der opaken Halbkugel wird dadurch eine Lichtmengensteuerung erreicht, die besonders für Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens an Bauteile Bn von spiegelnden Oberflächen erforderlich ist.In conjunction with the partially absorbing properties of the opaque hemisphere, light quantity control is thereby achieved, which is particularly suitable for application of the method according to the invention to components B n of reflecting surfaces is required.

Das von dem mindestens einen Befestigungselement 101B ausgesendete Licht wird somit mittels der Diffusorplatte 101B-1, mittels des Lichtreflektors 101G und der opaken Halbkugel 101D gestreut, so dass das auf das Bauteil Bn auftreffende Licht keine Spiegelungen auf dem Bauteil Bn hervorruft. Mithin werden durch die Diffusorplatte 101B-1 und durch die Reflektion an der als Lichtreflektor 101G ausgebildeten Zylinderinnenwand des Prüfkopfes 101 und der anschließenden Transmission des Lichtes durch die opake Halbkugel 101D die Spiegelungen der Lichtquelle soweit unterdrückt, so dass erfindungsgemäß eine Messung auf glänzenden Oberflächen des zu prüfenden Bauteils Bn möglich wird.That of the at least one fastener 101B emitted light is thus by means of the diffuser plate 101B - 1 , by means of the light reflector 101G and the opaque hemisphere 101D scattered, so that's on the component B n incident light no reflections on the component B n causes. Consequently, through the diffuser plate 101B - 1 and by the reflection on the as a light reflector 101G formed cylinder inner wall of the test head 101 and the subsequent transmission of light through the opaque hemisphere 101D the reflections of the light source suppressed so far, so that according to the invention a measurement on shiny surfaces of the component to be tested B n becomes possible.

Eine Prüfung auf matten Oberflächen ist mit dem gleichen Prüfkopfaufbau jedoch ebenfalls möglich, so dass mit dem Prüfkopfaufbau in vorteilhafter Weise sowohl matte als auch glänzende Oberflächen des zu prüfenden Bauteils detektiert werden können.However, a check on matte surfaces is also done with the same probe setup possible, so that both matte and glossy surfaces of the component to be tested can be detected in an advantageous manner with the test head structure.

Die nur Einzelheiten darstellende 4B zeigt, dass innerhalb des Prüfkopfaufbaus zwei Beleuchtungselemente 101B angeordnet sind, die gemäß dem vorher beschriebenen Prinzip das zu prüfende Bauteil Bn beleuchtet. Die 4B zeigt ergänzend die Diffusorplatten 101B-1 als Einzelheiten, die im Zusammenbauzustand mit den Beleuchtungselementen 101B verbunden sind, wie insbesondere in den 6 und 7 gezeigt ist.The only details representing 4B shows that within the probe assembly two lighting elements 101B are arranged, according to the principle described above, the component to be tested B n illuminated. The 4B shows in addition the diffuser plates 101B - 1 as details in the assembled state with the lighting elements 101B are connected, in particular in the 6 and 7 is shown.

Die 5 zeigt ein Beleuchtungselement 101B in einer Draufsicht.The 5 shows a lighting element 101B in a top view.

Aufgrund der kurzen Belichtungszeiten, die zur Minimierung der Empfindlichkeiten gegenüber auftretenden Bauteilschwingungen erforderlich ist, von Δtb = 40 - 50 µs sind hohe Lichtströme Φν bei der Beleuchtung erforderlich. Bauteilschwingungen werden beispielsweise über den Boden auf die Spannvorrichtung, in der das Bauteil Bn im Träger T eingespannt ist, auf das zu prüfende Bauteil Bn übertragen, wodurch die Schwingungen der Bauteiloberfläche bei der Aufnahme der Messbereichs-Bildfolge durch kurze Belichtungszeiten der Kamera K0 des Prüfkopfes 101 berücksichtigt werden.Due to the short exposure times required to minimize the sensitivities to component vibrations that occur, Δt b = 40-50 μs are high luminous fluxes Φ ν required in the lighting. Component vibrations are, for example, over the ground on the clamping device in which the component B n in the carrier T is clamped on the component to be tested B n transmitted, whereby the vibrations of the component surface when taking the measuring range image sequence by short exposure times of the camera K0 of the test head 101 be taken into account.

Es werden Lichtströmen zwischen ΦνN = 25.000lm und ΦνN = 80.400lm eingesetzt. Wegen der hohen Lichtströme und der spiegelnden zu prüfenden Oberfläche kann, wie zuvor erläutert, nur indirekte, diffuse Beleuchtung eingesetzt werden.Luminous fluxes between Φν N = 25.000lm and Φν N = 80.400lm are used. Because of the high luminous flux and the reflective surface to be tested, as explained above, only indirect, diffuse illumination can be used.

Die Beleuchtungselemente 101B umfassen vorzugsweise mehrere weiße Weißlicht-LED's mit einem maximalen Lichtstrom von ΦνN = 80.400 Im (Nennlichtstrom der LED's bei einer Versorgungsspannung: 39,2 V und einem Versorgungsstrom von 13,8 A). Alternativ können, besonders bei sehr glatten Oberflächen, blaue LED's (Blaulicht) verwendet werden, wobei die spektrale Umrechnung der Strahlungsleistung berücksichtigt wird.The lighting elements 101B preferably comprise a plurality of white white light LEDs with a maximum luminous flux of Φν N = 80,400 Im (nominal luminous flux of the LEDs at a supply voltage: 39.2 V and a supply current of 13.8 A). Alternatively, especially on very smooth surfaces, blue LEDs (blue light) may be used, taking into account the spectral conversion of the radiant power.

Im Ausführungsbeispiel gemäß 5 werden zwölf, insbesondere weiße, LED's zu einem Beleuchtungselement-Modul aus mehreren Beleuchtungselementen 101B zusammengefasst. Im Zusammenbauzustand sind, wie die 6 und 7 in Seitenansichten zeigen, oberhalb der Beleuchtungselemente 101B Kühlkörper 101B-2 und unterhalb des Beleuchtungselementes 101B die bereits beschriebene Diffusorplatte 101B-1 angeordnet. Die Kühlkörper 101B-2 sind auch in 4B perspektivisch in einer Art Explosionsdarstellung getrennt von den LED's dargestellt.In the embodiment according to 5 Be twelve, in particular white, LED's to a lighting element module of several lighting elements 101B summarized. In the assembled state are like the 6 and 7 in side views, above the lighting elements 101B heatsink 101B - 2 and below the lighting element 101B the already described diffuser plate 101B - 1 arranged. The heat sinks 101B - 2 are also in 4B shown in perspective in a kind of exploded view separated from the LED's.

Prüftechnologie:Testing Technology:

Jedes Prüfsystem 100 (vergleiche 1) prüft die vorhandenen Bauteile Bn in einem so genannten Anlagentakt.Every test system 100 (see 1 ) checks the existing components B n in a so-called plant cycle.

Als Prüftechnologie beziehungsweise als Verfahren zur Oberflächenprüfung eines Bauteils Bn kommt das adaptierte Shape-from-Shading (SFS) zum Einsatz, welches erfindungsgemäß jetzt dynamisiert arbeitet und entsprechend ausgestaltet ist, wie nachfolgend detailliert erläutert wird.As a test technology or as a method for surface inspection of a component B n comes the adapted shape-from-shading ( SFS ), which according to the invention now works dynamized and is designed accordingly, as will be explained in detail below.

Die erforderliche Genauigkeit der Bauteilpositionierung des Bauteils Bn gegenüber dem Prüfkopf 101 in einer so genannten Prüfanordnung beträgt ca. +/- 500µm bis 2 mm, das heißt, die Lage des Prüfkopfs 101 des Prüfsystems 100 gegenüber dem Bauteil Bn muss der angegebenen Abstandsgenauigkeit entsprechen.The required accuracy of component positioning of the component B n opposite the test head 101 in a so-called test arrangement is about +/- 500μm to 2 mm, that is, the position of the probe 101 of the test system 100 opposite the component B n must correspond to the specified distance accuracy.

Der Tiefenschärfebereich der Kameras K1, K2 eines Stereokamerasystems 102 (vergleiche 8) ist begrenzt. Der gesamte zu prüfende Bauteilbereich des Bauteils Bn muss innerhalb des Tiefenschärfebereichs liegen, weshalb die Abstandsgenauigkeit ca. +/- 500µm bis 2 mm von großer Bedeutung ist, wie noch erläutert wird.The depth of field of the cameras K1 . K2 a stereo camera system 102 (see 8th ) is limited. The entire part of the component to be tested B n must be within the depth of field, so the distance accuracy about +/- 500μm to 2 mm is of great importance, as will be explained.

Eine Roboterbahn wird für alle Bauteiltypen bei der Inbetriebnahme programmiert, wobei mit der Roboterbahn die Schwenkbewegung des Roboterarms 210 und somit die Prüfkopfbahn des Prüfkopfs 101 gegenüber dem Bauteil Bn bestimmt ist.A robot path is programmed for all component types during commissioning, with the robot path being the pivoting movement of the robot arm 210 and thus the test head track of the test head 101 opposite the component B n is determined.

Das Bauteil Bn befindet sich dabei in einer Null-Position, die Lage des Bauteils Bn im Raum wird messtechnisch erfasst und gespeichert.The component B n is located in a zero position, the position of the component B n in the room is metrologically recorded and stored.

Dieses messtechnische Erfassen der Bauteilposition ist nur erforderlich, wenn die Toleranzen der Bauteillagerung so groß sind, dass die Bauteiloberfläche außerhalb des Tiefenschärfebereichs der Kameras K1, K2 liegen könnte.This metrological detection of the component position is only required if the tolerances of the component storage are so large that the component surface outside the depth of field of the camera K1 . K2 could lie.

In einem Messbetrieb wird die dreidimensionale Lage des Bauteils Bn im Raum mit dem Stereokamerasystem 102; K1, K2, schematisch in 8 dargestellt, direkt nach dem Einfahren und Beruhigen des Bauteils Bn messtechnisch erfasst.In a measuring operation, the three-dimensional position of the component B n in the room with the stereo camera system 102 ; K1 . K2 , schematic in 8th shown directly after retracting and calming the component B n metrologically recorded.

Anschließend wird eine Abweichung ΔsR der Lage des aktuellen Bauteils Bn zu einer Null-Position bestimmt und daraus wird eine Korrektur für das erstellte Programm zur Steuerung des Roboters 200 beziehungsweise seiner Roboterbahn ermittelt.Subsequently, a deviation Δs R the location of the current component B n determined to a zero position and from this is a correction for the created program for controlling the robot 200 or his robot path determined.

Das korrigierte Programm zur Steuerung des Roboters 200 wird an die Robotersteuerung übertragen. Der Roboter 200 startet die Bauteilprüfung mit der korrigierten Bahn. Diese Korrektur ist nur erforderlich, wenn die Toleranzen der Bauteillagerung so groß sind, dass die Bauteiloberfläche außerhalb des Tiefenschärfebereichs der Kameras K1, K2 des Stereokamerasystems 102 liegen könnte.The corrected program for controlling the robot 200 is transmitted to the robot controller. The robot 200 starts the component inspection the corrected course. This correction is only necessary if the tolerances of component storage are so great that the component surface is outside the depth of field of the cameras K1 . K2 of the stereo camera system 102 could lie.

Die Reichweite des Roboters 200, insbesondere des Roboterarms 201, muss so groß sein, dass alle Messorte M(ix , iy) innerhalb eines zweidimensionalen Koordinatensystems erreicht werden können.The range of the robot 200 , in particular the robot arm 201 , must be so big that all measuring locations M (i x . i y ) can be achieved within a two-dimensional coordinate system.

Es wird darauf geachtet, dass das Prüfsystem am Messort in einer so genannten Messposition steht. Der Roboter 200 muss eine Genauigkeit aufweisen, die es ermöglicht, dass das Prüfsystem 100 mit einer Abstandsgenauigkeit von ΔsR =± 500µm bis 2 mm Bauteil geführt wird.Care is taken to ensure that the test system is in a so-called measuring position at the measuring location. The robot 200 must have an accuracy that allows the test system 100 with a distance accuracy of Δs R = ± 500μm to 2 mm component is performed.

Es ist vorgesehen, dass der Roboterarm 210 die Roboterbahn vorzugsweise kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit VR abfährt, wobei die Geschwindigkeit des Roboterarms 210 bei diesem Verfahren auch variieren kann.It is envisaged that the robot arm 210 the robot track preferably continuously at a constant speed V R descends, the speed of the robot arm 210 can also vary with this method.

Für jede durchzuführende Messung an dem jeweiligen Messort M(ix , iy) wird ein Roboterbahn-Stützpunkt mit der analogen Bezeichnung M(ix , iy) zweidimensional programmiert.For each measurement to be performed at the respective measuring location M (i x . i y ) becomes a robotic track base with the analogous name M (i x . i y ) programmed in two dimensions.

Die Robotersteuerung sendet beim Erreichen des Roboterbahn-Stützpunktes M(ix , iy) einen Echtzeit-Trigger und eine Ortsinformation aus.The robot control sends when reaching the robot base M (i x . i y ) a real-time trigger and location information.

Beim Erreichen des Bahn-Stützpunkts M(ix , iy) am Messort wird der Echtzeit-Trigger gesendet, der die Ausführung der Messung auslöst.Upon reaching the railway base M (i x . i y ) At the measuring location, the real-time trigger is sent, which triggers the execution of the measurement.

Analog dazu wird die Ortsinformation des Bahn-Stützpunkts M(ix ,), also die Lage des Bahn-Stützpunkts M(ix , iy) im Raum, gesendet.Similarly, the location information of the railway base M (i x ,), ie the position of the railway base M (i x . i y ) in the room, sent.

Die Bahnprogrammierung wird derart ausgeführt, dass an jedem Messort M(ix ,iy ) die Orientierung des Prüfsystems so realisiert ist, das im gesamten Bildbereich mit der Bildgröße ΔSBx × ΔSB eine Messebene als Tiefenschärfebedingung maximal um die Tiefenschärfe von der Bauteilkontur abweicht, worauf noch eingegangen wird.The web programming is carried out in such a way that at each measuring location M (i x . i y ) the orientation of the test system is realized so that in the entire image area with the image size .DELTA.S Bx .DELTA.S B a measuring plane as depth of field condition deviates at most by the depth of field from the component contour, which will be discussed.

Falls durch die lokale Krümmung des Bauteils Bn im Bildbereich die Einhaltung der Tiefenschärfebedingung nicht möglich ist, kann in Abstimmung die Größe des Bildbereichs reduziert werden.If due to the local curvature of the component B n In the image area it is not possible to comply with the depth-of-field condition, the size of the image area can be reduced in coordination.

Die sich dadurch ergebenden Verschiebungen der Messorte M(ix ,) für die folgenden Messungen werden berücksichtigt, wie ebenfalls noch erläutert wird.The resulting shifts of the measuring locations M (i x , for the following measurements are taken into account, as will also be explained.

Der Roboterarm 201 des Roboters 200 darf sich während der Aufnahme aller vier Bilder inklusive der Übertragungszeiten der Bilder beziehungsweise der Auslesezeit aus der Kamera K0 und der Übertragungszeiten der Bilder an den Computer von vier x ΔtK (vergleiche auch 18)) nur mit konstanter Geschwindigkeit bewegen.The robot arm 201 of the robot 200 may be during the recording of all four images including the transmission times of the images or the readout time from the camera K0 and the transmission times of the pictures to the computer of four x Δt K (compare also 18 )) only move at a constant speed.

Richtungsänderungen durch Umorientierung des Roboterarms 201 des Roboters 200 werden vermieden, wobei eine vorgebbare konstante Geschwindigkeit nur bis zum Abschluss der Aufnahme des vierten Bildes gewährleistet werden muss. Bereits während der Datenübertragung der Aufnahme des vierten Bildes kann sich die Geschwindigkeit der Kamera K0 gegenüber dem Bauteil Bn ändern. Die vorgebbare Geschwindigkeit zwischen den erstellten Messbereichs-Bildern der Messbereichs-Bildfolge kann konstant gewählt werden oder sich ändern, wobei durchaus mehrere Geschwindigkeitsänderungen möglich sind.Change of direction due to reorientation of the robot arm 201 of the robot 200 are avoided, with a predetermined constant speed must be ensured only until the completion of the recording of the fourth image. Already during the data transmission of the recording of the fourth image, the speed of the camera K0 opposite the component B n to change. The specifiable speed between the generated measuring range images of the measuring range image sequence can be chosen constant or change, with quite a few speed changes are possible.

Abstandskonstanz:Distance Konstanz:

Die 8 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung von Kameras K1 und K2 innerhalb eines Kamerasystems KS nach dem Verfahrensprinzip der Stereokamera zur Regelung einer Abstandskonstanz zwischen Bauteil Bn und Prüfkopf 101 des Prüfsystems 100 innerhalb der erforderlichen Abstandsgenauigkeit von ΔsR =± 500µm bis 2 mm.The 8th shows a schematic representation of an arrangement of cameras K1 and K2 within a camera system KS according to the method principle of the stereo camera for controlling a distance constancy between component B n and test head 101 of the test system 100 within the required distance accuracy of Δs R = ± 500μm to 2mm.

Dieses messtechnische Erfassen der Bauteilposition ist nur erforderlich, wenn die Toleranzen der Bauteillagerung so groß sind, dass die Bauteiloberfläche außerhalb des Tiefenschärfebereichs der Kameras K1, K2 des Stereokamerasystems 102 liegen könnte.This metrological detection of the component position is only required if the tolerances of the component storage are so large that the component surface outside the depth of field of the camera K1 . K2 of the stereo camera system 102 could lie.

Er werden signifikante Identifikationsmerkmale am Bauteil Bn zur Bestimmung der 6D-Lage des Bauteils Bn im Raum festgelegt.They become significant identification features on the component B n for determining the 6D position of the component B n set in the room.

Zur Lageerkennung mittels Stereomessung werden die beiden Kameras K1, K2 (vergleiche 8) eingesetzt, die einen festen Abstand zueinander haben und in einem vorgebbaren leichten Winkel auf das Bauteil Bn blicken.For position detection by means of stereo measurement, the two cameras K1 . K2 (see 8th ) are used, which have a fixed distance from each other and at a predeterminable slight angle to the component B n look.

Der erforderliche Abstand zwischen den Kameras K1, K2 und der Bildaufnahmeabstand werden maßgeblich durch die Größe des Bauteils Bn festgelegt.The required distance between the cameras K1 . K2 and the image pickup distance will be determined by the size of the component B n established.

Für eine prozesssichere 6D-Bauteillokalisierung im Raum (x, y, z, α, β, γ) werden mindestens drei korrespondierende signifikante Prüfmerkmale ermittelt und in den Kamerabildern aufgenommen und ausgewertet.For a process-reliable 6D component localization in space ( x . y . z . α . β . γ ) at least three corresponding significant test characteristics are determined and recorded in the camera images and evaluated.

Geeignete Prüfmerkmale stellen beispielsweise in verschiedenen Ebenen angeordnete Öffnungen oder dergleichen dar. Suitable test features represent, for example, openings arranged in different planes or the like.

Auf dieser Basis der 6D-Bauteillokalisierung im Raum (x, y, z, α, β, γ) erfolgt eine zumindest einmalige Kalibrierung zwischen Roboterarm 201 und den beiden Kameras K1, K2, wodurch die Referenzierung eines Bauteils Bn im dreidimensionalen Raum in seiner Soll-Position vorliegt.On the basis of 6D component localization in space ( x . y . z . α . β . γ ) there is an at least one calibration between robot arm 201 and the two cameras K1 . K2 , whereby the referencing of a component B n present in its three-dimensional space in its desired position.

Vor Beginn der Messung wird somit zusammengefasst die Lage des Bauteils Bn im Raum (x, y, z, α, β, γ) mit dem Stereokamerasystem 102 bestimmt. Die so genannte 6D-Referenzlage wird berechnet und als Baseverschiebung an die Steuereinrichtung des Roboters R übermittelt.Before the start of the measurement, the position of the component is thus summarized B n in the room ( x . y . z . α . β . γ ) with the stereo camera system 102 certainly. The so-called 6D reference position is calculated and used as base displacement to the controller of the robot R transmitted.

Die Base ist die Ursprungskoordinate des Roboters R. Die Lage des Bauteils Bn wurde gemessen. Wenn die Lage des Bauteils Bn gegenüber der Soll-Lage verschoben wird, wird angenommen, dass sich die Lage des Roboters R relativ zu dem Bauteil Bn geändert hat. Um die Lageverschiebung des Bauteils Bn gegenüber der Soll-Lage zu berichtigen, das heißt das Bauteil Bn in die richtige (korrigierte) Ausgangslage zu bringen, wird die beschriebene so genannte Baseverschiebung durchgeführt.The base is the origin coordinate of the robot R , The location of the component B n was measured. If the location of the component B n is shifted relative to the target position, it is assumed that the position of the robot R relative to the component B n has changed. To the positional shift of the component B n to correct the desired position, that is, the component B n into the correct (corrected) starting position, the described so-called base shift is performed.

Zeitsteuerung:Time control:

9 zeigt eine Darstellung von Zeiträumen, die innerhalb der Prüfdauer der dynamischen Oberflächenprüfung von Bauteilen Bn berücksichtigt werden. 9 shows a representation of time periods within the test period of the dynamic surface inspection of components B n be taken into account.

Definition und Nomenklatur:Definition and nomenclature:

  • ΔtH1 = erste HandhabungsdauerΔt H1 = first handling time
  • ΔtH2 = zweite HandhabungsdauerΔt H2 = second handling time
  • ΔtPges = Prüfdauer gesamt für die Prüfung von einem oder mehreren Bauteilen Bn entspricht der so genannten Taktzeit.Δt Pges = total test duration for the test of one or more components B n corresponds to the so-called cycle time.
  • ΔtP = Prüfdauer pro Bauteil Bn . In diesem Zeitraum wird ein Bauteil Bn komplett geprüft. Es werden dabei nM Messungen durchgeführt.Δt P = test duration per component B n , During this period becomes a component B n completely tested. It will be there n M Measurements performed.
  • ΔtM = Messdauer. In diesem Zeitraum erfolgt eine Messung. Im Rahmen einer Messung werden jeweils mehrere Bilder (entspricht der Belichtungsdauer ΔtB ), im Ausführungsbeispiel vier Bilder in der Zeit ΔtM aufgenommen.Δt M = measurement duration. During this period, a measurement takes place. As part of a measurement, several images (corresponding to the exposure time Δt B ), in the exemplary embodiment four pictures in time Δt M added.
  • Anzahl der Messungen = nM Number of measurements = n M
  • ΔtB= Belichtungsdauer. In diesem Zeitraum wird ein Bild aufgenommen.Δt B = exposure time. During this period, a picture is taken.
  • ΔtR= Roboter(arm)bewegungsdauer.Δt R = robot (arm) movement time.

In diesem Zeitraum bewegt sich der Roboterarm 201 des Roboters 200 von der letzten Messposition an Bauteil B1 zur ersten Messposition an Bauteil B2 .During this period, the robot arm moves 201 of the robot 200 from the last measuring position to the component B 1 to the first measuring position on component B 2 ,

ΔtK= Kamera-Datenübertragungszeitraum. In diesem Zeitraum wird ein Bild von der Kamera K0 im Prüfkopf 101 an den Framegrabber FPGA übertragen. Δ t P = Δ t Pges Δ t H1 Δ t H2 Δ t R 2 Δ t M = Δ t P n M

Figure DE102017221649A1_0001
Δt K = camera data transmission period. During this period will take a picture of the camera K0 in the test head 101 transferred to the frame grabber FPGA. Δ t P = Δ t Pges - Δ t H1 - Δ t H2 - Δ t R 2 Δ t M = Δ t P n M
Figure DE102017221649A1_0001

Die Prüfdauer gesamt beträgt ΔtPges = Taktzeit = beispielsweise 60s
Prüfdauer pro Bauteil beträgt ΔtP = beispielsweise 25s
ΔtH1+ΔtH2tR = 10s
ΔtB ~ 40-50µs.
The test duration total is Δt Pges = cycle time = for example 60s
Test duration per component is Δt P = 25 s, for example
Δt H1 + Δt H2 + ΔtR = 10s
Δt B ~ 40-50μs.

Unter dieser Angabe ist im gewählten Ausführungsbeispiel eine angestrebte Belichtungsdauer ΔtB zu verstehen. Die Belichtungsdauer ΔtB kann abhängig vom Farbton des zu prüfenden Bauteils Bn von den angegebenen Werten abweichen. Bei eher dunklen Bauteilen Bn ist die Belichtungsdauer ΔtB tendenziell länger, insbesondere ca. 60-100 µs, wobei die Beleuchtungsdauer ΔtL entsprechend anzupassen (vergleiche 17) ist.In this embodiment, a desired exposure time is in the selected embodiment Δt B to understand. The exposure time Δt B may depend on the color of the component to be tested B n differ from the specified values. For darker components B n is the exposure time Δt B tends to be longer, especially about 60-100 μs, with the illumination duration Δt L adapt accordingly (cf. 17 ).

Die Belichtungsdauer ΔtB wird so kurz wie möglich angesetzt, um Störungen durch Vibrationen und Schwingungen des Bauteils B auszublenden.The exposure time Δt B is set as short as possible to avoid disturbances due to vibrations and vibrations of the component B hide.

9 zeigt den prinzipiellen Ablauf einer Bauteilprüfung beispielhaft an zwei Bauteilen Bn . 9 shows the basic sequence of a component test as an example on two components B n ,

1 zeigt eine Zeitachse t. Im Ausführungsbeispiel werden zwei Bauteile B1 und B2 in einem Anlagentakt (Taktzeit) geprüft. Der Bauteilträger T (vergleiche 1) fährt in der Zeitspanne ΔtH1 in eine Prüfstation ein. 1 shows a timeline t , In the embodiment, two components B 1 and B 2 tested in one plant cycle (cycle time). The component carrier T (see 1 ) runs in the time span Δt H1 in a test station.

Zuerst wird das erste Bauteil B1 geprüft. Die Prüfdauer pro Bauteil Bn beträgt ΔtP . Danach bewegt sich der Roboterarm 201 des Roboters 200 in der Zeitspanne ΔtR zur Prüfung des zweiten Bauteils B2 vom ersten Bauteil B1 zum zweiten Bauteil B2 . Der Bauteilträger T (vergleiche 1) fährt in der Zeitspanne ΔtH2 aus der Prüfstation heraus.First, the first component B 1 checked. The test duration per component B n is Δt P , Thereafter, the robot arm moves 201 of the robot 200 in the time span Δt R for testing the second component B 2 from the first component B 1 to the second component B 2 , The component carrier T (see 1 ) runs in the time span Δt H2 out of the test station.

Innerhalb der Prüfdauer ΔtP pro Bauteil Bn wird ein Bauteil Bn komplett geprüft. Es werden dabei mehrere Messbereiche Mn , so genannte Kacheln in der Zeitspanne ΔtM aufgenommen, wobei im Ausführungsbeispiel n = 4 Aufnahmen Mn in mehreren Messbereichen M oder Kacheln, je nach Bauteilgröße) in den Zeitspannen ΔtM durchgeführt werden. Somit ergibt sich eine Prüfdauer ΔtPges gesamt für die Prüfung von einem oder mehreren Bauteilen Bn , die der so genannten Taktzeit entspricht.Within the test period Δt P per component B n becomes a component B n completely tested. There are several measuring ranges M n , so-called tiles in the time span Δt M taken in the embodiment n = 4 shots M n in several measuring ranges M or tiles, depending on component size) in the time periods Δt M be performed. This results in a test period Δt Pges Total for testing one or more components B n which corresponds to the so-called cycle time.

Bildaufnahmekonzeption:Image capture design:

10 zeigt eine Darstellung von Bildgrößen in Messbereichen und Überlappungsbereichen innerhalb eines erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahrens. 10 shows a representation of image sizes in measuring areas and overlapping areas within an image recording method according to the invention.

Definition und Nomenklatur:Definition and nomenclature:

Die Bildgröße einer Kachel beziehungsweise eines Messbereichs/Messfensters M (ix, iy) ist definiert als ΔSBx ; ΔSBy The image size of a tile or of a measuring area / measuring window M ( i x, i y ) is defined as ΔS Bx ; ΔS By

Die Messbereichsgröße ist definiert als ΔSMx ; ΔSMy The measuring range size is defined as ΔS Mx ; ΔS My

Ein Aufnahmeversatz zwischen zwei Messbereichen/Messfenstern beträgt insbesondere ΔSA = 120 Pixel und ist konstant, wobei auch andere Aufnahmeversätze möglich sind.A recording offset between two measuring ranges / measuring windows is in particular ΔS A = 120 pixels and is constant, although other recording offsets are possible.

Die Überlapplänge zwischen zwei Messbereichen/Messfenstern beträgt im Ausführungsbeispiel ΔSU = 10 Pixel und ist konstant, wobei auch andere Überlapplängen möglich sindIn the exemplary embodiment, the overlap length between two measuring ranges / measuring windows is ΔS U = 10 pixels and is constant, although other overlap lengths are also possible

Der schraffierte Messbereich Mn ist der Bereich, der bei allen n = 4 mit der im Prüfkopf 101 angeordneten Kamera K0 erstellten Aufnahmen 1 bis 4 übereinstimmt.The hatched measuring range M n is the range that is at all n = 4 with the in the test head 101 arranged camera K0 taken pictures 1 to 4 matches.

Der in 10 dargestellte Rahmen bildet die Überlapplänge ΔSU zwischen mehreren Messbereichen Mn (ix ,iy ) oder zwischen zwei Kacheln. Die Überlapplänge ΔSU ist von Bedeutung, damit die mehreren Messbereiche Mn unter Berücksichtigung der Überlapplänge ΔSU aneinander angeordnet werden können.The in 10 shown frame forms the Überlapplänge ΔS U between several measuring ranges M n ( i x , i y ) or between two tiles. The overlap length ΔS U is important to allow the multiple measurement ranges M n taking into account the overlap length ΔS U can be arranged together.

Die 11 zeigt eine prinzipielle Darstellung mehrerer, sich mit der Überlapplänge ΔSU überlappender Messbereiche/Messfenster M(ix , iy), die eine Oberfläche eines Bauteils Bn mittels mehrerer Messbereiche/Messfenster M (ix ,iy ) und zweidimensional erfassen.The 11 shows a schematic representation of several, with the overlap length ΔS U overlapping measuring ranges / measuring window M (i x . i y ) that is a surface of a component B n by means of several measuring ranges / measuring windows M ( i x , i y ) and two-dimensional capture.

12 zeigt eine Definition und Nomenklatur einer zweidimensionale ix , iy Anordnung von mehreren Messfenstern M(ix ,iy ) eines Bauteiles Bn innerhalb des erfindungsgemäßen Bildaufnahmeverfahrens. 12 shows a definition and nomenclature of a two-dimensional i x . i y Arrangement of several measuring windows M (i x . i y ) of a component B n within the image recording method according to the invention.

Positionierung der Kamera K0 im Prüfkopf 101 in der Z-Richtung gegenüber einer gedachten Messebene der Oberfläche des Bauteils Bn :Positioning the camera K0 in the test head 101 in the Z Direction opposite an imaginary plane of measurement of the surface of the component B n :

13 zeigt die Anordnung der Kamera K0 im Prüfkopf 101 in einer nicht tolerierbaren Neigung gegenüber dem zu prüfenden Bauteil Bn . Der durch das Trapez in 14 verdeutlichte Tiefenschärfebereich erfasst nicht vollständig den Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ), da die rechte Ecke des Trapezes den Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ) nicht innerhalb der Tiefenschärfe Δd erfasst. 13 shows the arrangement of the camera K0 in the test head 101 in an intolerable inclination to the component to be tested B n , The through the trapeze in 14 clarified depth of field does not completely cover the measuring range / measuring window M (i x . i y ), because the right corner of the trapezoid is the measuring range / measuring window M (i x . i y ) not within the depth of field .DELTA.d detected.

Die Anforderung an die Ausrichtung der Kamera K0 in der Z-Richtung ist ortsabhängig. Allgemein gesehen wird dafür gesorgt, dass der Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ), in der Tiefenschärfe Δd im Raum liegt.The request for the orientation of the camera K0 in the Z Direction is location dependent. Generally speaking, it is ensured that the measuring range / measuring window M (i x . i y ), in the depth of field .DELTA.d in the room.

Die Tiefenschärfe Δd liegt unter 10 mm. Die Kamera K0, mithin der Prüfkopf 101, wird erfindungsgemäß stets orthogonal zu dem Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ) ausgerichtet, wobei eine Toleranz der Neigung +/- 1,5° eingehalten wird.The depth of field .DELTA.d is less than 10 mm. The camera K0 , hence the test head 101 , according to the invention is always orthogonal to the measuring range / measuring window M (i x , i y ), whereby a tolerance of the inclination +/- 1.5 ° is maintained.

14 zeigt die Anordnung der Kamera K0 im Prüfkopf 101 in einer korrekten orthogonalen Anordnung gegenüber dem zu prüfenden Bauteil Bn . Durch die Ausrichtung des Prüfkopfs 101 und somit der Kamera K0 in z-Richtung orthogonal zu dem Messbereich/Messfenster M(ix ,iy) ist sichergestellt, dass das die Tiefenschärfe Δd verdeutlichende Trapez in 15 die Oberfläche des Bauteils Bn im Messbereich beziehungsweise im Messfenster M(ix ,iy ) im Tiefenschärfebereich vollständig erfasst. Die rechte Ecke des Trapezes liegt jetzt im Vergleich zu 14 im Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ) innerhalb der Tiefenschärfe Δd. 14 shows the arrangement of the camera K0 in the test head 101 in a correct orthogonal arrangement with respect to the component to be tested B n , By the orientation of the probe 101 and thus the camera K0 in the z-direction orthogonal to the measuring range / measuring window M (i x , i y ) ensures that this is the depth of field .DELTA.d clarifying trapeze in 15 the surface of the component Bn in the measuring range or in the measuring window M (i x . i y ) in the depth of field. The right corner of the trapezoid is now compared to 14 in the measuring range / measuring window M (i x , i y ) within the depth of field .DELTA.d ,

15 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung und zur Bedeutung der Positionierung der Kamera K0 im Prüfkopf 101 unter Berücksichtigung der Tiefenschärfe Δd in Bezug auf eine innerhalb des Bauteils Bn liegende gedachte Messebene innerhalb des Messfensters M(ix ,iy ). 15 shows a representation for explaining and the importance of the positioning of the camera K0 in the test head 101 taking into account the depth of field .DELTA.d in terms of one within the component B n lying imaginary measurement level within the measurement window M (i x , i y ).

Im Ausführungsbeispiel ist die Messebene eine x/y-Ebene. Es ist erkennbar, dass die Form des Bauteils Bn von einer ebenen Messebene in der x/y-Ebene abweicht.In the exemplary embodiment, the measurement plane is an x / y plane. It can be seen that the shape of the component B n deviates from a flat measurement plane in the x / y plane.

Die Kamera K0 nimmt im Messbereich/Messfenster M(ix ,iy ) ein rechteckiges zweidimensionales Bild auf, wie in den beiden unter dem Bauteil Bn liegenden Zeilen mit mehreren Rechtecken gezeigt ist.The camera K0 takes in the measuring range / measuring window M (i x . i y ) a rectangular two-dimensional image, as in the two below the component B n lying rows with multiple rectangles is shown.

In der ersten Zeile liegen die Rechtecke ausgerichtet nebeneinander, während die Rechtecke in der zweiten Zeile zueinander verdreht angeordnet sind.In the first line, the rectangles lie aligned next to each other, while the rectangles are arranged twisted in the second line.

Es wird verdeutlicht, dass die Kamera K0 zur Erzeugung mehrerer Aufnahmen gegenüber dem Bauteil Bn derart über das Bauteil Bn geführt und ausgerichtet wird, dass die Aufnahmen im Ergebnis nicht zueinander verdreht werden. Über den Zeilen in der 13 sind mehrere Kamerapositionen der Kamera K0 angedeutet, deren Position gegenüber der Oberfläche des Bauteils Bn gemäß 14 im Tiefenschärfebereich Δd (vergleiche 14) geführt wird, so dass schließlich die gesamte Oberfläche des zu prüfenden Bauteils Bn durch zueinander unverdrehte Kameraaufnahmen im Tiefenschärfebereich Δd erfasst wird, die zudem in z-Richtung orthogonal zur Oberfläche angeordnet sind. Der Prüfkopf 101 des Roboters 100 sorgt durch einen entsprechenden Steueralgorithmus dafür, dass die Aufnahmen orthogonal in z-Richtung zur Oberfläche des Bauteils Bn und zueinander in einer gleichbleibenden Aufnahmerichtung, im Ausführungsbeispiel entlang der Fahrrichtung des Prüfkopfes 101 entlang der x-Achse ausgerichtet sind.It clarifies that the camera K0 for producing a plurality of images relative to the component B n such over the component B n led and is aligned so that the recordings are not twisted in the result. Over the lines in the 13 are several camera positions of the camera K0 indicated, whose position relative to the surface of the component B n according to 14 in the depth of field .DELTA.d (see 14 ), so that finally the entire surface of the component to be tested B n by mutually untwisted camera shots in the depth of field .DELTA.d which is also included in z Direction orthogonal to the surface are arranged. The test head 101 of the robot 100 provides through a corresponding control algorithm that the recordings orthogonal in z Direction to the surface of the component B n and each other in a constant recording direction, in the embodiment along the direction of travel of the probe 101 along the x -Axis are aligned.

Taktung Shape-From-Shading:Clocking Shape-From-Shading:

16 zeigt eine erfindungsgemäß vorgesehene Taktführung der vier Bildaufnahmen zwischen zwei aufeinanderfolgende Messungen beziehungsweise deren Messbereiche M1 (n=1) und M2 (n=2) innerhalb des Bildaufnahmeverfahrens mittels der Beleuchtungseinrichtung. 16 shows an inventively provided timing of the four image recordings between two consecutive measurements or their measuring ranges M 1 (n = 1) and M 2 (n = 2) within the image pickup process by means of the illumination device.

Definition und Nomenklatur:Definition and nomenclature:

Die Ortskoordinate einer Messung x, Bild y= Sx,y
Bsp.:

  • S1.1 = erster Messbereich M1 und erste Bildaufnahme
  • S2.3 = zweiter Messbereich M2 und dritte Bildaufnahme

Eine Strecke/Länge = □Sx
Zeitpunkt Messung x, Bild y = tx,y
Bsp.:
  • t1.1 = Zeitpunkt der ersten Bildaufnahme im ersten Messbereich M1
  • t2.3 = Zeitpunkt der dritten Bildaufnahme im zweiten Messbereich M3

Zeitdauer = □tx The location coordinate of a measurement x , Image y = S x, y
Ex .:
  • S1.1 = first measuring range M 1 and first image capture
  • S2.3 = second measuring range M 2 and third image capture

A distance / length = □ S x
Time measurement x , Image y = t x, y
Ex .:
  • t1.1 = time of the first image acquisition in the first measurement range M 1
  • t2.3 = time of the third image acquisition in the second measuring range M 3

Duration = □ t x

In 16 sind zwei (vergleiche 10) Messbereiche M1 (n=1) und M2 (n=2) mit der Überlapplänge ΔSU zwischen den beiden Messbereichen Mn (ix ,iy ) oder zwischen zwei so genannten Kacheln dargestellt. Die Überlapplänge ΔSU ist von Bedeutung, damit die mehreren Messbereiche Mn unter Berücksichtigung der Überlapplänge ΔSU aneinander angeordnet werden können.In 16 are two (compare 10 ) Measuring ranges M 1 (n = 1) and M 2 (n = 2) with the overlap length ΔS U between the two measuring ranges M n ( i x . i y ) or between two so-called tiles. The overlap length ΔS U is important to allow the multiple measurement ranges M n taking into account the overlap length ΔS U can be arranged together.

Wesentlich ist, dass der durch einen roboterseitigen Master-Trigger R1 und einen roboterseitigen Master-Trigger R2 gesetzte Zeitpunkt des Beginns der Aufnahmen 1 bis 4 je Messbereich M1 (ix ,iy ) und M2 (ix ,iy ) wegsynchron, mithin in Abhängigkeit von dem zurückgelegten Weg s der Kamera K0, erfolgt. Die Trigger R1 und R2 werden nicht wie zumeist üblich zeitgesteuert gesetzt, sondern sie werden wegsynchron gesetzt. Das liegt daran, dass der Prüfkopf 101 des Roboters 100 nicht mit konstanter Geschwindigkeit über das Bauteil Bn fährt. Wenn der Prüfkopf 101 des Roboters 100 beispielsweise im Randbereich um das Bauteil Bn herumfährt, reduziert sich die Fahrgeschwindigkeit. Der wegabhängige Trigger R1 löst aus, dass der erste Messbereich M1 (ix ,iy ) aufgenommen wird. Der wegabhängige Trigger R2 löst aus, dass der zweite Messbereich M2 (ix ,iy ) aufgenommen wird. Bei einer zeitgesteuerten Triggerung wären die jeweiligen Überlappungslängen ΔSU nicht konstant, wenn sich die Fahrgeschwindigkeit des Prüfkopfs 101 des Roboters 100 zwischen zwei mit der Kamera K0 aufzunehmenden Messbereichen M1 und M2 ändert. Gemäß der Erfindung sind durch die wegsynchrone Triggerung die Überlappungslängen ΔSU konstant.What is essential is that of a robot-side master trigger R1 and a robot-side master trigger R2 set time of the beginning of the recordings 1 to 4 per measuring range M 1 ( i x , i y ) and M 2 ( i x , i y ) away synchronous, thus depending on the distance traveled s the camera K0 , he follows. The triggers R1 and R2 are not set as usual usually time-controlled, but they are set wegsynchron. That's because the test head 101 of the robot 100 not at constant speed over the component B n moves. If the probe 101 of the robot 100 for example, in the edge region around the component B n driving around reduces the driving speed. The path-dependent trigger R1 triggers that the first measurement range M 1 (i x . i y ) is recorded. The path-dependent trigger R2 triggers that second measurement range M 2 ( i x , i y ) is recorded. For timed triggering, the respective overlap lengths would be ΔS U not constant when the driving speed of the test head 101 of the robot 100 between two with the camera K0 measuring ranges to be recorded M 1 and M 2 changes. According to the invention, the overlap lengths are due to the path synchronous triggering ΔS U constant.

Beleuchtungsparameter:Lighting parameters:

17 zeigt eine Definition und Nomenklatur der Beleuchtungsparameter innerhalb des Bildaufnahmeverfahrens mittels der Beleuchtungseinrichtung.
ΔtB = Belichtungsdauer
17 shows a definition and nomenclature of the illumination parameters within the image acquisition process by means of the illumination device.
Δt B = Exposure time

In diesem Zeitraum wird ein Bild aufgenommen.
ΔtLc = Beleuchtungsdauer mit konstantem Lichtstrom
During this period, a picture is taken.
Δt Lc = Illumination duration with constant luminous flux

Innerhalb der Beleuchtungsdauer ΔtLc muss die Belichtung in einer Belichtungsdauer ΔtB liegen. Mit anderen Worten: ΔtB muss im Intervall liegen.
ΔtL = Beleuchtungsdauer.
Within the illumination period Δt Lc must be the exposure in an exposure period Δt B lie. In other words: Δt B must be in the interval.
Δt L = Illumination duration.

Der Zeitraum, in dem die LED-Lampe angeschaltet ist.
ΦνN = Nennlichtstrom der LED-Lampe
ΦνNLED =Nennlichtstrom eines LED-Moduls
The period in which the LED Lamp is turned on.
Φν N = Nominal luminous flux of LED -Lamp
Φν NLED = Nominal luminous flux one LED modulus

Folgende Werte werden bevorzugt eingestellt. Δ t B = 50 μ s

Figure DE102017221649A1_0002
Δ t Lc = 80 μ s
Figure DE102017221649A1_0003
Δ t L = 100 μ s
Figure DE102017221649A1_0004
Φ ν N = 25.000 lm / Lampe
Figure DE102017221649A1_0005
Φ ν NLED 4.000  bis 5000lm / LED Modul
Figure DE102017221649A1_0006
The following values are preferred. Δ t B = 50 μ s
Figure DE102017221649A1_0002
Δ t Lc = 80 μ s
Figure DE102017221649A1_0003
Δ t L = 100 μ s
Figure DE102017221649A1_0004
Φ ν N = 25,000 lm / lamp
Figure DE102017221649A1_0005
Φ ν NLED 4000 up to 5000lm / LED module
Figure DE102017221649A1_0006

Es wird vorgeschlagen, in der Zukunft verfügbare LED-Module mit noch höheren Leistungen einzusetzen, da durch weitere Leistungssteigerung des Nennlichtstrom ΦνNLED eines LED-Moduls eine weitere Verbesserung des Verfahrens gegenüber den LED-Modulen erreicht wird, die mit den derzeit verfügbaren LED-Lampen mit maximalem Nennlichtstrom ΦνN bestückt sind.It is proposed to be available in the future LED Use modules with even higher performance, as by further increase in performance of the nominal luminous flux Φν NLED one LED Modules further improve the process over the LED Modules is achieved with the currently available LED Lamps with maximum nominal luminous flux Φν N are equipped.

Nach dem Einschalten des Moduls aus Beleuchtungselementen 101B wird eine entsprechende Zeit (gemäß der ersten Rampe) benötigt, bis die Beleuchtungselemente 101B ihren Nennlichtstrom ΦνN = ihr konstantes Plateau erreicht haben. Danach bleibt der Nennlichtstrom ΦνN konstant. Nach dem Ausschalten der Beleuchtungselemente 101B fällt der Nennlichtstrom ΦνN (gemäß der zweiten Rampe) entsprechend wieder auf Null ab.After switching on the module from lighting elements 101B a corresponding time (according to the first ramp) is required until the lighting elements 101B their nominal luminous flux Φν N = have reached their constant plateau. After that, the nominal luminous flux remains Φν N constant. After switching off the lighting elements 101B falls the nominal luminous flux Φν N (according to the second ramp) accordingly back to zero.

Eine Aufnahme erfolgt innerhalb der dargestellten Belichtungsdauer ΔtB des Plateaus innerhalb der Beleuchtungsdauer mit konstantem Lichtstrom ΔtLc , wodurch ein konstanter und somit vordefinierter Nennlichtstrom ΦνN für alle nacheinander folgenden Aufnahmen/Bilder gemäß dem Ausführungsbeispiel der Bilder 1 bis 4 bewirkt wird.A picture is taken within the displayed exposure time Δt B of the plateau within the illumination period with a constant luminous flux Δt Lc , resulting in a constant and thus predefined nominal luminous flux Φν N for all successive shots / images according to the embodiment of the images 1 to 4 is effected.

Trigger-Konzept:Trigger concept:

18 zeigt eine Darstellung eines Trigger-Konzeptes zur Bildverarbeitung der mittels der Beleuchtungseinrichtung innerhalb des Bildaufnahmenverfahrens aufgenommenen Bilder. 18 shows a representation of a trigger concept for image processing of the captured by the illumination device within the image recording method images.

Mittels einer Graphikkarte GPU „graphics processing unit“.By means of a graphics card GPU "graphics processing unit".

Mittels eines integrierten Schaltkreises FPGA „field programmable gate array“.By means of an integrated circuit FPGA "field programmable gate array".

Der Roboter 200 erzeugt ein Master-Trigger-Signal Rn , insbesondere R1 (vergleiche 16), sobald sich die Kamera K0 mithin der Prüfkopf 101 weggesteuert an der für die Aufnahme eines Bildes in der vorgesehenen Position befindet.The robot 200 generates a master trigger signal R n , in particular R 1 (see 16 ), as soon as the camera K0 hence the test head 101 steered away at the for taking a picture in the designated position.

Das Master-Trigger-Signal Rn löst eine Triggerkette aus.The master trigger signal R n triggers a trigger chain.

Zunächst wird mittels einer Slave-Triggers-LED die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Beleuchtungsvorgang Ln ; L1 des Messbereichs Mn angesteuert und gestartet.First, by means of a slave triggering LED the illumination device according to the first illumination process L n ; L1 of the measuring range M n activated and started.

In einem kurzen zeitlichen Versatz wird eine Slave-Triggers-Kamera (vergleiche 17) gemäß dem Trigger Kn ; K1 die Kamera K0 angesteuert und gestartet, die eine erste Bildaufnahme K1 innerhalb des Plateaus von L1 macht.In a short time offset, a slave trigger camera (cf. 17 ) according to the trigger K n ; K1 the camera K0 controlled and started, the first image acquisition K1 within the plateau of L1 makes.

Das aufgenommene Bild K1 wird von einem weiteren Trigger eines Zeitkontrollbausteines beispielsweise über einen Kamera-Link an einen FPGA-Framegrabber übertragen, wobei die Datenübertragung dem Zeitraum ΔtK entspricht. In diesem Zeitraum ΔtK kann keine weitere Bildaufnahme stattfinden, da die Kamera K0 die Daten erst an den FPGA-Framegrabber übertragen muss.The picture taken K1 is transmitted from another trigger of a time control block, for example, via a camera link to an FPGA frame grabber, the data transfer the period Δt K equivalent. During this period Δt K No further picture taking can take place as the camera K0 the data must first be transferred to the FPGA frame grabber.

Die Vorgehensweise wiederholt sich Bild für Bild K2, K3, K4 gemäß dem zuvor stattfindenden Beleuchtungsvorgang L2, L3, L4 innerhalb eines Messbereichs Mn . Ein weiterer Messbereich Mn schließt sich an, der von einem nächsten Master-Trigger-Signal Rn+1 ausgelöst wird. The procedure is repeated picture by picture K2 . K3 . K4 according to the previously occurring illumination process L2 . L3 . L4 within a measuring range M n , Another measuring range M n follows, which is triggered by a next master trigger signal R n + 1 .

Trigger- und Kommunikationskonzept:Trigger and communication concept:

19 zeigt eine Darstellung der Konfiguration einer Steuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur dynamischen Prüfung einer Bauteiloberfläche, insbesondere zur Darstellung der Datenverarbeitung des Trigger- und Kommunikationskonzeptes. 19 shows a representation of the configuration of a control device for performing the method for dynamic testing of a component surface, in particular for representing the data processing of the trigger and communication concept.

Softwarekonzept zur Auswertung:Software concept for evaluation:

20 zeigt eine schematische Darstellung des zur Auswertung benötigten Softwarekonzeptes, insbesondere die Komponenten, die für die Datenverarbeitung zur Prüfung in den entsprechenden Taktzeiten (Anlagentakt) von Bedeutung sind. 20 shows a schematic representation of the software concept required for the evaluation, in particular the components that are of importance for the data processing for testing in the corresponding cycle times (system clock).

Das Softwarekonzept umfasst die Infrastrukturfunktionalitäten für die Software , insbesondere für Bedienoberfläche „GUI“, eine Profibusanbindung „PROFIBUS“, Signalverarbeitung, insbesondere Eingänge und Ausgänge „I/O“, ein Fehlerbehandlungsbaustein zur „Fehlerbehandlung“, ein Logger, der auftretende Fehler loggt „Datei-Logger“ und einen Diagnosebaustein „Diagnostics“, der trotzdem auftretenden Fehler in dem Komponenten diagnostiziert und meldet.The software concept includes the infrastructure functionalities for the software, in particular for the user interface "GUI", a Profibus connection "PROFIBUS", signal processing, especially inputs and outputs "I / O", an error handling block for "error handling", a logger that logs errors "file -Logger "and a diagnostics module" Diagnostics ", which diagnoses and reports errors that still occur in the components.

Eine weitere Komponenten ist der FPGA, der für die Bildaufnahme, die Shape-from-Shading-Algorithmen, Filterfunktionen, Korrekturen, die ROI „region of interest“ und die Maskierung sowie die Erstellung der lokalen Koordinaten organisiert.Another component is the FPGA, which organizes image capture, shape-from-shading algorithms, filter functions, corrections, region of interest ROI, masking, and local coordinate generation.

Die GPU findet aus den vorverarbeiteten Bildaufnahmen vom FPGA kommend die auf der Bauteiloberfläche gesuchten Fehler und klassifiziert die Fehler. Ferner ermittelt die GPU die globale Koordinate.The GPU finds from the preprocessed images taken by the FPGA coming from the component surface sought errors and classifies the errors. The GPU also determines the global coordinate.

Dieser grundsätzliche Aufbau ist in den 21 bis 23 nochmals im Detail dargestellt. This basic structure is in the 21 to 23 again shown in detail.

Softwarekonzept FPGA-Funktionalität:Software concept FPGA functionality:

21 zeigt eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der FPGA-Funktionen gemäß den 19 und 20. 21 shows a schematic representation of the software concept, in particular the FPGA functions according to the 19 and 20 ,

21 zeigt die FPGA-Karte und graphisch aufbereitet noch einmal die einzelnen Schritte. 21 shows the FPGA card and graphically prepared again the individual steps.

In einem ersten Schritt a) erfolgen mittels des FPGA die Bildaufnahmen Kn , K1, K2 , K3 , K4 .In a first step a), the image recordings take place by means of the FPGA K n . K 1, K 2 . K 3 . K 4 ,

In einem zweiten Schritt b) erfolgt im FPGA eine Verschiebungskorrektur der vorgeplanten überlagerten Messbereiche Mn , wobei neben der erläuterten vorgeplanten Überlappung ΔSU zusätzlich noch ungeplante Ungenauigkeiten, die aus der Roboterarmführung resultieren, korrigiert werden, indem die Bildaufnahmen Kn , K1 , K2 , K3 , K4 und die Messbereiche Mn untereinander „relativ zueinander ausgeschwommen“ werden. Die Verschiebungskorrektur kann nicht direkt im FPGA durchgeführt werden. Aus diesem Grund werden Einzelausschnitte der Bildaufnahmen Kn , K1 , K2 , K3 , K4 erstellt und an einen Prozessor, die CPU, übertragen, die in einer Schleife (vergleiche 23) die Verschiebungskorrektur berechnet, wobei das Ergebnis als Korrekturdaten an den FPGA zur Verschiebungskorrektur zurückgesendet (vergleiche Pfeile in 21 und 23) wird, so dass im FPGA die eigentliche Verschiebung durchgeführt werden kann.In a second step b), a shift correction of the pre-planned superimposed measuring ranges takes place in the FPGA M n , wherein in addition to the explained pre-planned overlap ΔS U In addition, still unplanned inaccuracies that result from the robotic arm guide, be corrected by the image recordings K n . K 1 . K 2 . K 3 . K 4 and the measuring ranges M n be "swelled out relative to each other. The offset correction can not be performed directly in the FPGA. For this reason, individual sections of the image recordings K n . K 1 . K 2 . K 3 . K 4 created and transmitted to a processor, the CPU, in a loop (compare 23 ) calculates the offset correction, with the result being sent back to the FPGA for correction of offset as correction data (see arrows in FIG 21 and 23 ) so that the actual shift can be performed in the FPGA.

In einem dritten Schritt c) erfolgt die Berechnung des Shape-from-Shading-Algorithmus, aus dem nach der Berechnung von p und q, der Albedo als Maß für das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden Oberflächen abgeleitet werden kann.In a third step c), the calculation of the shape-from-shading algorithm is carried out, from which, after the calculation of p and q, the albedo can be derived as a measure of the retroreflectivity of diffusely reflecting, ie not self-luminous surfaces.

Insbesondere können in den verschiedenen Messbereichen Mn die Albedo-Unterschiede ermittelt werden.In particular, in the different measuring ranges M n the albedo differences are determined.

In einem vierten Schritt d) wird das Ergebnis mit entsprechenden Algorithmen gefiltert und korrigiert.In a fourth step d), the result is filtered and corrected with appropriate algorithms.

In einem fünften Schritt e) findet eine Analyse der Messbereiche Mn in Bezug auf ROI „region of interest“ und die Maskierung statt, das heißt, es werden alle nicht interessierenden Bereich weggeschnitten, so dass nur noch die interessierenden Bereiche vorliegen.In a fifth step e) takes place an analysis of the measuring ranges M n in terms of region of interest ROI and masking, that is, all non-interest areas are cut away so that only the areas of interest are present.

In einem sechsten Schritt werden die interessierenden Bereiche mit lokalen Koordinaten versehen, wie in 21 unter Punkt f) dargestellt ist. Somit liegen jetzt diejenigen lokalen Koordinaten vor, an denen auf der Bauteiloberfläche des entsprechenden Bauteils Bn relevante Oberflächenfehler vorliegen.In a sixth step, the regions of interest are provided with local coordinates, as in 21 under point f) is shown. Thus, those local coordinates are now available at which on the component surface of the corresponding component B n relevant surface defects are present.

Dieses Ergebnis wird zur Berechnung an die CPU (vergleiche 19) weitergereicht, wobei die weitere Vorgehensweise in den 22 und 23 dargestellt ist.This result is used for the calculation to the CPU (cf. 19 ), the further course of action in the 22 and 23 is shown.

Softwarekonzept GPU-Funktionalität:Software concept GPU functionality:

22 zeigt eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der GPU-Funktionen gemäß den 19 und 20. Die Defekterkennung erfolgt in der GPU, welche die lokalen Koordinaten p, q, A aus dem FPGA erhält. 22 shows a schematic representation of the software concept, in particular the GPU functions according to the 19 and 20 , The defect detection takes place in the GPU, which is the local coordinates p . q . A received from the FPGA.

In einem weiteren Schritt g) erfolgt eine Defekterkennung. Mit anderen Worten, es werden potentielle Defekte Dn ; D1 , D2 , D3 identifiziert.In a further step g), a defect is detected. In other words, they become potential defects D n ; D 1 . D 2 . D 3 identified.

Diese potentiellen Defekte Dn ; D1 , D2 , D3 werden in einem Schritt h) nach bestimmten vorgebbaren Parametern, insbesondere der Größe, parametriert und in Fehlerklassen klassifiziert. Beispielsweise werden potentielle Defekte Dn ; D1 , D2 , D3 nur ab einer Größe von beispielsweise 40 Pixel als echte Defekte klassifiziert.These potential defects D n ; D 1 . D 2 . D 3 are parameterized in a step h) according to certain specifiable parameters, in particular the size, and classified into error classes. For example, potential defects become D n ; D 1 . D 2 . D 3 only classified from a size of, for example, 40 pixels as real defects.

Sind beispielsweise „echte“ Defekte D1 und D3 im Schritt h) klassifiziert worden, werden in einem Schritt i) zu diesen Defekten D1 und D3 aus den lokalen Koordinaten eines Messbereichs Mn die globalen Koordinaten auf dem Bauteil Bn ermittelt, wie in 22 unter i) verdeutlicht wird.Are for example "real" defects D 1 and D 3 in step h), in a step i) become these defects D 1 and D 3 from the local coordinates of a measuring range M n the global coordinates on the part B n determines how in 22 under i).

Das heißt, die lokalen Koordinaten der Defekte D1 und D3 im jeweiligen zweidimensionalen Messbereich Mn werden dreidimensional auf die mehreren Messbereiche Mn des Bauteils Bn „gemappt“, so dass klar ist, wo die Defekte D1 und D3 genau im dreidimensionalen Raum auf dem eine dreidimensionale Freiform aufweisenden Bauteil Bn liegen.That is, the local coordinates of the defects D 1 and D 3 in the respective two-dimensional measuring range M n become three-dimensional on the multiple measuring ranges M n of the component B n "Mapped", so it's clear where the defects D 1 and D 3 exactly in three-dimensional space on the part having a three-dimensional freeform shape B n lie.

Der in 22 unter i) dargestellte dreidimensionale Stoßfänger als Bauteil Bn weist somit beispielsweise zwei dreidimensional festgelegte Defekte D1 und D3 auf, die zweidimensional und lokal in der messbereichsweisen Analyse unter Zuhilfenahme des Shape-from-Shading-Algorithmus ermittelt werden.The in 22 under i) shown three-dimensional bumper as a component B n Thus, for example, has two three-dimensional fixed defects D 1 and D 3 which are determined two-dimensionally and locally in the area-by-area analysis using the Shape-from-Shading algorithm.

Softwarekonzept CPU-Funktionalität:Software concept CPU functionality:

23 zeigt eine schematische Darstellung des Softwarekonzeptes, insbesondere der CPU-Funktionen gemäß den 19 und 20. 23 shows a schematic representation of the software concept, in particular the CPU functions according to the 19 and 20 ,

Über die CPU des Computers und die GUI des Computers wird gemäß 23 dafür gesorgt, dass dem Werker in einem Schritt j) die Defekte D1 und D3 visualisiert auf einem Monitor angezeigt werden, die in der GPU ermittelt worden sind.About the CPU of the computer and the GUI of the computer is set according to 23 ensured, that the worker in a step j) the defects D 1 and D 3 visualized on a monitor that have been detected in the GPU.

In einem zusätzlichen letzten Schritt k) werden die Ergebnisse in Fehlertabellen unter entsprechender Lokalisierung mit Defektart und Defektgröße abgespeichert und zur Auswertung bereitgestellt.In an additional last step k) the results are stored in error tables with appropriate localization with defect type and defect size and provided for evaluation.

Abschließend werden weitere Vorteile der Erfindung genannt.Finally, further advantages of the invention are mentioned.

Ein Vorteil besteht darin, dass das Prüfsystem 100 für verschiedene Anwendungsfälle, insbesondere für Bauteile Bn mit matten und glänzenden Oberflächen, einheitlich ist. Dadurch wird nicht stets ein neuer Entwicklungsaufwand für verschiedene Anwendungen benötigt und somit insgesamt minimiert.One advantage is that the test system 100 for various applications, in particular for components B n with matte and shiny surfaces, is uniform. This does not always require a new development effort for different applications and thus minimized overall.

Das Prüfsystem 100 und die zugehörigen Computerprogramme, insbesondere die Software, sind standardisiert und für verschiedene Anwendungen einsetzbar, wodurch ebenfalls eine Reduzierung der Kosten für die Einzelanwendung erreicht wird. Zudem wird eine Verbesserung der Wartung, Ersatzteilhaltung und des Supports erreicht.The test system 100 and the associated computer programs, in particular the software, are standardized and can be used for various applications, which also reduces the costs for the individual application. In addition, an improvement in maintenance, spare parts inventory and support is achieved.

Durch die durchgängig robotergeführte Ausgestaltung des Prüfsystems wird die Möglichkeit eröffnet, dass bei Systemänderungen, worunter Änderungen am Bauteiltyp und somit Änderungen der dreidimensionalen Freiform verstanden werden, nur Änderungen an den Computerprogrammen, insbesondere der Auswertung und Roboterprogrammierung, vorgenommen werden müssen. Das Prüfsystem 100 kann unverändert angewendet werden. Dadurch wird eine hohe Flexibilität des Prüfsystems 100 erreicht.The consistently robot-guided design of the test system opens up the possibility that changes in the component type and thus changes in the three-dimensional free form are understood to mean changes to the computer programs, in particular the evaluation and robot programming. The test system 100 can be used unchanged. This results in a high flexibility of the test system 100 reached.

Zudem ist das Prüfsystem 100 durch die Dynamisierung, worunter die kontinuierlich Bewegung der Kamera K0 gegenüber dem Bauteil Bn oder umgekehrt bei dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge in einer bestimmten veränderbaren Geschwindigkeit VR verstanden wird, sehr schnell. Insbesondere werden variable einstellbare Prüfgeschwindigkeiten von 1000 mm/s und schneller erreicht. Dadurch können größere zu untersuchende Flächen in kurzen Zeiträumen überprüft werden. Bei der Prüfung der Oberflächen, insbesondere lackierter Oberflächen von Karosserien im Anlagentakt sind diese Vorteile von hoher Bedeutung. Bei einer typischen Taktzeit von 45 s pro Bauteil (Bn ) kann mit dem dynamisierten Prüfsystem 100 beziehungsweise der zugehörigen Prüfanordnung und dem zugehörigen Verfahren beispielsweise in einem Taktzeit von 45 s eine Bauteiloberfläche von ca. 7,5 m2 geprüft werden.In addition, the test system 100 through the dynamization, among which the continuous movement of the camera K0 opposite the component B n or vice versa, when taking the measurement area image sequence at a certain variable speed V R understood, very fast. In particular, variable adjustable test speeds of 1000 mm / s and faster are achieved. As a result, larger areas to be examined can be checked in short periods of time. When examining the surfaces, in particular painted surfaces of bodies in the plant cycle, these advantages are of great importance. At a typical cycle time of 45 s per component ( B n ) can with the dynamized test system 100 or the associated test arrangement and the associated method, for example, in a cycle time of 45 s, a component surface of about 7.5 m 2 being checked.

Zudem ist es, wie erläutert, möglich, robotergeführt dreidimensionales Konturfolgen von Freiformflächen zu untersuchen. Mit anderen Worten, Oberflächenprüfung gekrümmter Flächen ist möglich, insbesondere dynamisiert möglich.In addition, as explained, it is possible to investigate robotically guided three-dimensional contouring of free-form surfaces. In other words, surface inspection of curved surfaces is possible, in particular dynamized possible.

Durch das vorgesehene System zur 6D-Lageerkennung des Bauteils Bn können sogar Bauteile Bn geprüft werden, deren Lage im Raum nicht eindeutig definiert ist. Eine exakte Bauteilpositionierung ist daher nicht unbedingt erforderlich.Due to the intended system for 6D position detection of the component B n can even use components B n be checked whose position in space is not clearly defined. An exact component positioning is therefore not essential.

Das dynamisierte Prüfsystem 100 beziehungsweise die zugehörige Prüfanordnung und das zugehörige Verfahren wird für die Oberflächenprüfung lackierter oder unlackierter Stoßfänger, insbesondere die Oberflächenprüfung von lackierten Karosserien im Bereich Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen, eingesetzt. Zudem ist der Einsatz der zugehörigen Prüfanordnung und des zugehörigen Verfahrens für die Oberflächenprüfung im Bereich von Komponenten, insbesondere von Zylinderkurbelgehäuse-Dichtflächen, Nockenwellenrahmen zugehörigen Dichtflächen, Zylinderkopfdichtflächen, Schwungscheibe, Bremsscheiben vorgesehen. Es können ferner Oberflächen von Bauteilen aus dem Bereich von elektrischen Haushaltsgeräten im Handel, insbesondere Küchengeräte und/oder Gastronomiegeräte und aus dem Bereich der Telekommunikation und dem Bereich der Unterhaltungselektronik geprüft werden.The dynamic test system 100 or the associated test arrangement and the associated method is used for the surface inspection of painted or unpainted bumper, in particular the surface inspection of painted bodies in passenger cars and commercial vehicles. In addition, the use of the associated test arrangement and the associated method for the surface inspection in the range of components, in particular of cylinder crankcase sealing surfaces, camshaft associated sealing surfaces, cylinder head sealing surfaces, flywheel, brake discs is provided. Furthermore, surfaces of components in the field of household electrical appliances can be tested, in particular kitchen appliances and / or catering appliances and in the field of telecommunications and the field of consumer electronics.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
PrüfsystemTest System
200200
Roboterrobot
201201
Roboterarmrobot arm
SFSSFS
Shape-from-ShadingShape from shading
TT
Bauteilträgercomponent carrier
BB
Bauteilcomponent
Bn B n
n-tes Bauteilnth component
101101
Prüfkopfprobe
K0K0
Kameracamera
101A101A
Gehäuseteilhousing part
101B101B
Beleuchtungselementlighting element
101B-1101B-1
DiffussorelementDiffussorelement
101B-2101B-2
Kühlkörperheatsink
101C101C
Elektronikelectronics
101D101D
Streukörper, Lichtverteiler (opake Halbkugel)Diffuser, light distributor (opaque hemisphere)
101D-1101D-1
Sichtöffnungview port
101E101E
NeigungsverstellelementNeigungsverstellelement
101F 101F
Trägerplattesupport plate
101G101G
Lichtreflektorlight reflector
102102
StereokamerasystemStereo Camera System
K1K1
Kameracamera
K2K2
Kameracamera
tt
ZeitTime
Ln L n
n-te Beleuchtungsvorgang in einem Messbereich Mn nth lighting process in one measuring range M n
Δtb Δt b
Belichtungszeitexposure time
ΔtB Δt B
Belichtungsdauerexposure time
ΔtL Δt L
Beleuchtungsdauerlighting time
ΔtLc Δt Lc
Beleuchtungsdauer mit konstantem LichtstromLighting duration with constant luminous flux
Φν Φ ν
LichtstromLuminous flux
ΦνN Φν N
Nenn-LichtstromRated luminous flux
LEDLED
Leuchtdiodeled
ΦνNLED Φν NLED
Nennlichtstrom eines LED-ModulsRated luminous flux one LED modulus
ΔsR Δs R
Abweichung der Lage des Bauteils Bn zu einer Null-PositionDeviation of the position of the component B n to a zero position
M(ix, iy)M (i x , i y )
Messort, Messposition, Messfenster, Messbereich (zweidimensional)Measuring location, measuring position, measuring window, measuring range (two-dimensional)
VR V R
variable Geschwindigkeit des Roboterarms 201 variable speed of the robot arm 201
Δd.DELTA.d
Tiefenschärfedepth of field
ΔSBx x ΔSBy ΔS Bx x ΔS By
Bildgrößeimage size
ΔSMx; ΔSMy ΔS Mx ; ΔS My
MessbereichsgrößeMeasuring range Size
ΔSA; ΔSA ΔS A ; ΔS A
AufnahmeversatzCapture offset
ΔSU ΔS U
Überlapplängeoverlap length
ΔsR Δs R
Abstandsgenauigkeitdistance accuracy
x, y, z, α, β, γx, y, z, α, β, γ
Raumparameter zur 6D-BauteillokalisierungRoom parameters for 6D component localization
Kn K n
n-tes Bildnth picture
ΔtH1 Δt H1
Handhabungsdauer des ersten Bauteils B1 Handling time of the first component B 1
ΔtH2 Δt H2
Handhabungsdauer des ersten Bauteils B2 Handling time of the first component B 2
ΔtPges Δt Pges
Prüfdauer gesamt eines oder mehrerer Bauteile Bn Test duration of one or more components B n
ΔtP Δt P
Prüfdauer pro Bauteil Bn Test duration per component B n
ΔtM Δt M
Messdauermeasuring time
Mn M n
Anzahl der Messungen innerhalb der Prüfdauer pro Bauteil Bn , n = aufeinanderfolgende n-te MessungNumber of measurements within the test duration per component B n , n = consecutive nth measurement
ΔtB Δt B
Belichtungsdauerexposure time
ΔtR Δt R
Roboter(arm)bewegungsdauermotion duration robot (arm)
ΔtK Δt K
Kamera-DatenübertragungszeitraumCamera data transfer period
Sx,y S x, y
Ortskoordinate einer Messung x, Bild y Location coordinate of a measurement x , Image y
ΔSx ΔS x
Strecke/LängeDistance / length
tx,y t x, y
Zeitpunkt einer Messung x, Bild y Time of a measurement x , Image y
Δtx Δt x
Zeitdauertime
R1 R 1
erster Triggerfirst trigger
R2 R 2
zweiter Triggersecond trigger
ΔtK Δt K
Auslesezeitraum einer Aufnahme und ÜbertragungszeitraumReadout period of a recording and transmission period
Rn R n
Mastertrigger RoboterMaster trigger robot
Dn D n
n-te potentielle Defektenth potential defects
p, qp, q
Albedoalbedo

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2004/051186 A1 [0006]WO 2004/051186 A1 [0006]
  • EP 1567827 B1 [0006]EP 1567827 B1 [0006]
  • DE 20317095 U1 [0007]DE 20317095 U1 [0007]
  • DE 102004038761 A1 [0008]DE 102004038761 A1 [0008]
  • EP 1949673 B1 [0009, 0011]EP 1949673 B1 [0009, 0011]
  • EP 1864081 B1 [0010]EP 1864081 B1 [0010]
  • WO 2015/000898 A1 [0012]WO 2015/000898 A1 [0012]

Claims (21)

Verfahren zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils (Bn), insbesondere auf der Basis der Methode des Shape-from-Shading mit folgenden Schritten: - Anordnen von mindestens einer Kamera (K0), mindestens einem Beleuchtungselement (101B) und dem Bauteil (Bn) in einer Prüfanordnung derart, dass zumindest ein Bereich einer Bauteiloberfläche, der mindestens einem Messbereich (Mn) entspricht, von dem wenigstens einen Beleuchtungselement (101B) beleuchtet wird, - Aufnehmen einer Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera (K0) in mehreren Messbereichen (Mn) durch eine Bewegung der Kamera (K0) gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt, wobei die Messbereiche (Mn) der Bauteiloberfläche (3) in einer Bildebene der Kamera (K) abgebildet und gleichzeitig mit der Aufnahme der Bilder der Messbereichs-Bildfolge mit dem mindestens einen Beleuchtungselement (101B) in einem zugehörigen Beleuchtungsvorgang (Ln) beleuchtet werden, - Auswerten der aufgenommenen Bilder der Messbereichs-Bildfolge in mindestens einem der mehreren Messbereiche (Mn) der Bauteiloberfläche in Hinblick auf eine veränderte lokale Oberflächenneigung und/oder lokale optische Eigenschaften der Bauteiloberfläche dadurch gekennzeichnet, dass - die Bewegung der Kamera (K0) gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt bei dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge kontinuierlich vorgenommen wird.Method for optical shape detection and / or surface testing of a component (B n ), in particular based on the method of shape-from-shading, comprising the following steps: arranging at least one camera (K0), at least one illumination element (101B) and the component (B n ) in a test arrangement in such a way that at least one area of a component surface which corresponds to at least one measurement area (M n ) is illuminated by the at least one illumination element (101B), - recording a measurement area image sequence by means of the camera (K0) a plurality of measuring areas (M n ) by a movement of the camera (K0) relative to the component (B n ) or vice versa, wherein the measuring areas (M n ) of the component surface (3) imaged in an image plane of the camera (K) and simultaneously with the recording the images of the measuring range image sequence are illuminated with the at least one lighting element (101B) in an associated lighting process (L n ), - evaluating the recorded image Images of the measuring range image sequence in at least one of the plurality of measuring regions (M n ) of the component surface with regard to a changed local surface inclination and / or local optical properties of the component surface, characterized in that - the movement of the camera (K0) relative to the component (B n ) or, conversely, when recording the measurement area image sequence is made continuously. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der kontinuierlichen Relativbewegung zwischen der Kamera (K0) und dem Bauteil (Bn) während der Aufnahme der mehreren Bilder (Kn) je Messbereich-Bild der Messbereichs-Bildfolge konstant ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the speed of the continuous relative movement between the camera (K0) and the component (B n ) during the recording of the plurality of images (K n ) per measuring range image of the measuring range image sequence is constant. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen der Kamera (K0) und dem Bauteil (Bn) zwischen den Aufnahmen der mehreren Bilder (Kn) je Messbereich-Bild der Messbereichs-Bildfolge konstant oder variabel veränderbar ist.Method according to Claim 1 , characterized in that the speed of the relative movement between the camera (K0) and the component (B n ) between the images of the plurality of images (K n ) per measuring range image of the measuring range image sequence is constant or variable variable. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die globale Lage des Bauteils (Bn) im Raum in einer Null-Position vor dem Aufnehmen der Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera (K0) dreidimensional erfasst und als Soll-Position gespeichert wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the global position of the component (B n ) in space in a zero position before recording the measuring range image sequence by means of the camera (K0) detected three-dimensionally and stored as a desired position. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand des Bauteils (Bn) gegenüber der Kamera (K0) in Abhängigkeit der Bauteilgröße in einem vorgegebenen Abstand von der Soll-Position des Bauteils (Bn) erfolgt, wobei der vorgegebene Abstand während der kontinuierlichen Bewegung innerhalb einer vorgebbaren Abstandsgenauigkeit (ΔsR) eingehalten wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the distance of the component (B n ) relative to the camera (K0) in dependence of the component size at a predetermined distance from the nominal position of the component (B n ), wherein the predetermined distance during the continuous movement within a predetermined distance accuracy (Δs R ) is maintained. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge mehrere Bilder (Kn) aufgenommen werden, die zu dem den mindestens einen Messbereich (Mn) repräsentierenden Messbereichs-Bild des Bauteils (Bn) zusammengesetzt werden.Method according to Claim 1 , characterized in that for each image of the measuring range image sequence a plurality of images (K n ) are taken, which are to the at least one measuring range (M n ) representing measuring range image of the component (B n ) composed. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen der mehreren Bilder (Kn) der Messbereichs-Bildfolge der mehreren zweidimensionalen Messbereiche (Mn) der erfassten Bauteiloberfläche zueinander eine Überlapplänge (ΔSU) aufweisen.Method according to Claim 6 , characterized in that the images of the plurality of images (K n ) of the measuring range image sequence of the plurality of two-dimensional measuring ranges (M n ) of the detected component surface to one another overlap (ΔS U ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Messbereich (Mn) ein zweidimensionaler Messort M(ix,iy) zugeordnet ist, in dessen gesamten Bildbereich mit der Bildgröße (ΔSBx × ΔSBy) der Messebene als Tiefenschärfebedingung maximal um die Tiefenschärfe von der Bauteilkontur des Bauteils (Bn) abweicht, wobei die Kamera (K0) orthogonal zu dem zweidimensionalen Messort M(ix,iy) ausgerichtet ist, und hinsichtlich der Orthogonalität eine vorgebbare Toleranz der Neigung gegenüber der Messebene eingehalten wird.Method according to Claim 1 , characterized in that each measurement range (M n ) is associated with a two-dimensional measurement location M (i x , i y ), in its entire image area with the image size (ΔS Bx × ΔS By ) of the measurement plane as the depth of field maximum by the depth of field of the component contour of the component (B n ), wherein the camera (K0) orthogonal to the two-dimensional measurement location M (i x , i y ) is aligned, and respecting the orthogonality of a predetermined tolerance of the inclination is maintained compared to the measurement plane. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Aufnahme der mehreren Bilder (Kn) jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge innerhalb einer Belichtungsdauer(ΔtB) auf einem Plateau mit konstantem Lichtstrom (ΔtLc) mit einem vordefinierten Nennlichtstrom (ΦνN) vorgenommen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that each acquisition of the plurality of images (K n ) of each image of the measurement area image sequence within an exposure period (Δt B ) on a constant luminous flux (Δt Lc ) with a predefined nominal luminous flux (Φν N ) is made. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn jeder ersten Aufnahme der mehreren Bilder (Kn) jedes Bildes der Messbereichs-Bildfolge durch einen Trigger (Rn) wegsynchron, in Abhängigkeit von der zurückgelegten Relativbewegung der Kamera (K0) gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt vorgenommen wird, so dass die Überlapplänge (ΔSU) konstant ist.Method according to Claim 6 and 7 , characterized in that the beginning of each first recording of the plurality of images (K n ) of each image of the measuring range image sequence by a trigger (R n ) away synchronous, in dependence on the traveled relative movement of the camera (K0) relative to the component (B n ) or vice versa, so that the overlap length (ΔS U ) is constant. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Master-Trigger-Signal (Rn), sobald sich die Kamera (K0) in Abhängigkeit der wegsynchronen Steuerung an einer ersten Aufnahme der mehreren Bilder (Kn) jedes Bildes der Messbereichs-Bildfolge vorgesehenen Position befindet, eine Triggerkette auslöst, wobei mittels einer Slave-Triggers-Beleuchtung das mindestens eine Beleuchtungselement (101B) der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung der zugehörige Beleuchtungsvorgang (Ln) und in einem zeitlichen Versatz eine Slave-Triggers-Kamera der Kamera (K0) angesteuert und gestartet wird, mittels der eine Bildaufnahme (Kn) innerhalb des Plateaus gemäß Anspruch 9 vorgenommen wird, wonach das nächste Master-Trigger-Signal (Rn+1) ausgelöst wird.Method according to Claim 10 , characterized in that a master trigger signal (R n ), as soon as the camera (K0) is in accordance with the wegsynchronen control at a first shot of the plurality of images (K n ) of each image of the measuring range image sequence position provided Triggered trigger chain, wherein by means of a slave trigger lighting the at least one illumination element (101B) of the at least one illumination device, the associated illumination process (L n ) and in a temporal offset a slave trigger camera of the camera (K0) is controlled and started, by means of an image acquisition (K n ) within the plateau according to Claim 9 is made after which the next master trigger signal (R n + 1 ) is triggered. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem ersten Schritt a) innerhalb eines integrierten Schaltkreises (FPGA) die Aufnahme der mehreren Bilder (Kn) jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge erfolgt, und - in einem zweiten Schritt b) innerhalb des integrierten Schaltkreises (FPGA) eine Verschiebungskorrektur der vorgeplanten überlagerten Messbereiche (Mn) erfolgt, wobei neben der vorgeplanten Überlappung (ΔSU) zusätzlich ungeplante Ungenauigkeiten korrigiert werden, indem die Aufnahmen der mehreren Bilder (Kn) jedes Bild der Messbereichs-Bildfolge (Kn) und die Messbereiche (Mn) untereinander relativ zueinander durch eine Verschiebungskorrektur „ausgeschwommen“ werden, nachdem die Einzelausschnitte der Bildaufnahme (Kn) zur Berechnung einer Verschiebungskorrektur an einen Prozessor (CPU) übertragen wurden, wobei das Ergebnis als Korrekturdaten an den integrierten Schaltkreis (FPGA) zur Verschiebungskorrektur zurückgesendet werden, so dass im integrierten Schaltkreis (FPGA) die Verschiebung durchgeführt wird, und - in einem dritten Schritt c) nach dem Shape-from-Shading-Algorithmus die Berechnung des Albedo (A) als Maß für das Rückstrahlvermögen der Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn) in dem mindestens einen der mehreren Messbereiche (Mn) abgeleitet wird, und - in einem vierten Schritt d) das Ergebnis der Berechnung des Shape-from-Shading-Algorithmus mit entsprechenden Filter- und Korrektur-Algorithmen gefiltert und korrigiert wird, und - in einem fünften Schritt e) eine Analyse der Messbereiche (Mn) in Bezug auf besonders interessierende Bereiche (ROI) und eine Maskierung vorgenommen wird, und - in einem sechsten Schritt f) die interessierenden Bereiche (ROI) mit lokalen Koordinaten versehen, die denen auf der Bauteiloberfläche des entsprechenden Bauteils (Bn) relevante Oberflächenfehler entsprechen, wobei die lokalen Koordinaten zur weiteren Berechnung an den Prozessor (CPU) weitergereicht werden.Method according to Claim 1 and 6 , characterized in that - in a first step a) within an integrated circuit (FPGA) the recording of the multiple images (K n ) takes place each image of the measuring range image sequence, and - in a second step b) within the integrated circuit (FPGA ) a displacement correction of the pre-planned superposed measuring areas is carried out (M n), where (in addition to the pre-planned overlap .DELTA.S U) additionally unplanned inaccuracies are corrected by the recordings of the (plurality of images K n) of each image of the measurement range image sequence (K n) and the Measuring ranges (M n ) are "swelled out" relative to each other by a shift correction after the individual sections of the image acquisition (K n ) for calculating a displacement correction to a processor (CPU) were transferred, the result as a correction data to the integrated circuit (FPGA) be returned to the offset correction, so that in the integrated circuit (FPGA) the displacement is carried out, and - in a third step c) according to the shape-from-shading algorithm, the calculation of the albedo (A) as a measure of the retroreflectivity of the component surface of the component (B n ) in the at least one of a plurality of measuring ranges (M n ) is derived, and - in a fourth step d) the result of the calculation of the shape-from-shading algorithm is filtered and corrected with corresponding filter and correction algorithms, and - in a fifth step e) an analysis of the regions of interest (M n ) with respect to regions of interest (ROI) and a masking is performed, and - in a sixth step f), provide the regions of interest (ROI) with local coordinates, which correspond to those on the component surface of the corresponding component (B n ) correspond to relevant surface errors, wherein the local coordinates are passed on to the processor (CPU) for further calculation. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem siebenten Schritt g) eine Defekterkennung erfolgt, in dem die potentiellen Defekte (Dn) identifiziert werden, und - in einem achten Schritt h) die potentiellen Defekten (Dn) nach bestimmten vorgebbaren Parametern, insbesondere der Größe, parametriert und in Fehlerklassen klassifiziert werden, und - in einem neunten Schritt h) von den potentiellen Defekten (Dn) ausgehend echte Defekte (Dn) klassifiziert werden, und - in einem zehnten Schritt i) zu diesen echten Defekten (Dn) aus den lokalen Koordinaten eines Messbereichs (Mn) die globalen Koordinaten gemäß der globalen Lage des Bauteils (Bn) nach Anspruch 2 ermittelt werden, wobei die lokalen Koordinaten der echten Defekte (Dn) im jeweiligen zweidimensionalen Messbereich (Mn) dreidimensional auf die mehreren Messbereiche (Mn) des Bauteils (Bn) „gemappt“ werden, so dass die echten Defekte (Dn) exakt im dreidimensionalen Raum auf dem eine dreidimensionale Freiform aufweisenden Bauteil (Bn) angeordnet sind, wobei - in einem elften Schritt j) die „gemappten“ echten Defekte (Dn) nach einer Übermittlung an eine Graphikkarte (GPU) visualisiert auf einem Monitor angezeigt werden, und - in einem letzten zwölften Schritt k) die „gemappten“ echten Defekte (Dn) in Fehlertabellen unter entsprechender Lokalisierung mit Defektart und Defektgröße abgespeichert und zur weiteren Auswertung bereitgestellt werden.Method according to Claim 12 , characterized in that - in a seventh step g) a defect detection takes place, in which the potential defects (D n ) are identified, and - in an eighth step h) the potential defects (D n ) according to certain predeterminable parameters, in particular the Size, parameterized and classified into error classes, and - in a ninth step h) real defects (D n ) are classified from the potential defects (D n ), and - in a tenth step i) these genuine defects (D n ) from the local coordinates of a measuring range (M n ) the global coordinates according to the global position of the component (B n ) after Claim 2 are determined, wherein the local coordinates of the real defects (D n ) in the respective two-dimensional measuring range (M n ) are three-dimensionally "mapped" to the plurality of measuring ranges (M n ) of the component (B n ), so that the real defects (D n ) are arranged exactly in the three-dimensional space on the three-dimensional free-form component (B n ), wherein - in an eleventh step j) the "mapped" real defects (D n ) visualized on a monitor after being transmitted to a graphics card (GPU) are displayed, and - in a last twelfth step k) the "mapped" real defects (D n ) are stored in error tables with appropriate localization with defect type and defect size and provided for further evaluation. Prüfkopf (101) mit einem Gehäuseteil (101A) zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung eines Bauteils (Bn) unter Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, umfassend - mindestens eine Kamera (K0) mit mindestens einem Objektiv zum Aufnehmen von Bilddaten mindestens eines Messbereichs-Bildes einer Messbereichs-Bildfolge einer Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn), - mindestens ein schaltbares Beleuchtungselement (101B) als Lichtquelle zur Beleuchtung zumindest eines Bereichs der Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn) während der Aufnahme des mindestens einen Messbereichs-Bildes, wobei - das mindestens eine Beleuchtungselement (101B) außerhalb des Nordpols eines halbkugelförmigen Streukörpers (101D) gegenüber einer Messebene (ΔSBx × ΔSBy) des Messbereichs-Bildes geneigt angeordnet ist, und - das mindestens eine Objektiv der Kamera (K0) gegenüber dem Streukörper (101D) derart angeordnet ist, dass das Objektiv der Kamera (K0) durch die Sichtöffnung (101D-1) des Streukörpers (101D) an seinem Nordpol den beleuchteten Bereich der Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn) parallel zur Messebene (ΔSBx x ΔSBy) des Messbereichs-Bildes erfasst, dadurch gekennzeichnet, dass - dem mindestens einen Beleuchtungselement (101B) ein Diffussorelement (101B-1) zugeordnet ist, welches das von dem mindestens einen Beleuchtungselement (101B) ausgesendete Licht streut, welches anschließend in einem vorgebbaren Winkel auf eine Innenwand des Gehäuseteils (101A) trifft, wobei - die Innenwand des Gehäuseteils (101A) zur Streuung des Lichts beschichtet ist, so die Innenwand als Lichtreflektor (101G) und als Streuelement wirkt, und das gestreute Licht in einem Reflektionswinkel von der Innenwand abstrahlt, welches anschließend auf eine dem Bauteil (Bn) abgewandte Oberfläche des Streukörpers (101D) trifft, - wobei der Streukörper (101D) das durch ihn hindurchtretende Licht austrittsseitig des Streukörpers (101D) verteilt, welches auf den zu beleuchtenden Bereich der Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn) trifft.Test head (101) with a housing part (101A) for optical shape detection and / or surface testing of a component (B n ) using the method according to at least one of Claims 1 to 13 comprising at least one camera (K0) with at least one objective for capturing image data of at least one measurement area image of a measurement area image sequence of a component surface of the component (Bn), at least one switchable illumination element (101B) as a light source for illuminating at least one area of the Component surface of the component (Bn) during recording of the at least one measurement area image, wherein - the at least one illumination element (101B) outside the north pole of a hemispherical scattering body (101D) arranged inclined relative to a measuring plane (.DELTA.S Bx × .DELTA.S By ) of the measuring range image is, and - that at least one lens of the camera (K0) relative to the scattering body (101D) is arranged such that the lens of the camera (K0) through the viewing aperture (101D-1) of the scatterer (101D) at its north pole the illuminated area the component surface of the component (B n ) parallel to the measurement plane (ΔS Bx x ΔS By ) of the measuring range image characterized in that - the at least one lighting element (101B) is associated with a Diffussorelement (101B-1), which scatters the light emitted by the at least one illumination element (101B), which then at a predetermined angle to an inner wall of the housing part ( 101A), wherein - the inner wall of the housing part (101A) is coated to diffuse the light so that the inner wall acts as a light reflector (101G) and as a diffuser, and the scattered light radiates from the inner wall at a reflection angle, which subsequently a surface of the scattering body (101D) facing away from the component (B n ) strikes, the scattering body (101D) distributing the light passing through it on the exit side of the scattering body (101D), which projects onto the area of the component surface of the component (B n ) to be illuminated. meets. Prüfkopf (101) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Beleuchtungselement (101B) zur Neigungsverstellung gegenüber der Messebene (ΔSBx × ΔSB) des Bauteils (Bn) mindestens eine Neigungsverstellelement (101E) aufweist, das indirekt oder direkt mit dem Gehäuseteil (101A) in Verbindung steht.Test head (101) after Claim 14 , characterized in that the at least one illumination element (101B) for tilt adjustment relative to the measuring plane (ΔS Bx × ΔS B ) of the component (B n ) at least one Neigungsverstellelement (101E), the indirectly or directly with the housing part (101A) in combination stands. Prüfkopf (101) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Diffussorelement (101B-1) an dem Beleuchtungselement (101B) angeordnet ist.Test head (101) after Claim 14 characterized in that the diffuser element (101B-1) is disposed on the lighting element (101B). Prüfkopf (101) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung der streuenden und reflektierenden Innenwand eine weißen Spezialfarbe ausgebildet ist, die auf ihrer Innenseite eine raue Oberfläche mit einer vorgebbaren Oberflächenrauigkeit aufweist.Test head (101) after Claim 14 , characterized in that a white special color is formed as a coating of the scattering and reflecting inner wall, which has on its inside a rough surface with a predeterminable surface roughness. Prüfkopf (101) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des halbkugelförmigen Streukörpers (101D) im unteren Teil - in Aquatornähe - in Richtung des oberen Teils - zum Nordpol hin - zum oberen Teil hin deutlich abnimmt.Test head (101) after Claim 14 , characterized in that the wall thickness of the hemispherical scattering body (101D) in the lower part - near the equator - in the direction of the upper part - toward the north pole - towards the upper part towards clearly decreases. Prüfkopf (101) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil (101A) ein Hohlzylinder ist.Test head (101) after Claim 14 , characterized in that the housing part (101A) is a hollow cylinder. Prüfanordnung, gekennzeichnet durch einen robotergestützt geführten Prüfkopf (101) nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 19 gegenüber einem zur optischen Formerfassung und/oder Oberflächenprüfung angeordneten Bauteil (Bn), wobei der Prüfkopf (101) zum Aufnehmen einer Messbereichs-Bildfolge mittels der Kamera (K0) in mehreren Messbereichen (Mn) des Bauteils (Bn) durch eine Bewegung der Kamera (K0) gegenüber dem Bauteil (Bn) oder umgekehrt durch den Roboter (200) geführt wird.Test arrangement, characterized by a robot-guided guided test head (101) after at least one of Claims 14 to 19 opposite to a arranged for optical shape detection and / or surface inspection component (B n ), wherein the test head (101) for recording a measuring range image sequence by means of the camera (K0) in several measuring ranges (M n ) of the component (B n ) by a movement the camera (K0) against the component (B n ) or vice versa by the robot (200) is guided. Prüfanordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die globale Lage des Bauteils (Bn) zur 6D-Bauteillokalisierung im Raum (x, y, z,α, β, γ) mit einem System, insbesondere einem Stereokamerasystem (102), bestimmt und eine 6D-Referenzlage berechnet wird, wobei zumindest eine einmalige Kalibrierung zwischen einem Roboterarm (201) des Roboters (200) und dem System (102) durchgeführt wird, wodurch eine Referenzierung des Bauteils (Bn) im dreidimensionalen Raum in seiner Soll-Position gegenüber dem robotergestützten geführten Prüfkopf (101) in einer vorgebbaren Abstandskonstanz zwischen Prüfkopf (101) und Bauteiloberfläche des Bauteils (Bn) vorliegt.Test arrangement according to Claim 20 , characterized in that the global position of the component (B n ) for 6D-Bauteilillokalisierung in space (x, y, z, α, β, γ) with a system, in particular a stereo camera system (102), determined and a 6D reference position wherein at least one calibration is performed between a robot arm (201) of the robot (200) and the system (102), thereby referencing the component (B n ) in three-dimensional space in its desired position relative to the robotic guided test head (101) is present in a predefinable distance constancy between the test head (101) and component surface of the component (B n ).
DE102017221649.2A 2017-12-01 2017-12-01 Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component Pending DE102017221649A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017221649.2A DE102017221649A1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017221649.2A DE102017221649A1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102017221649A1 true DE102017221649A1 (en) 2019-06-06

Family

ID=66548255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102017221649.2A Pending DE102017221649A1 (en) 2017-12-01 2017-12-01 Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102017221649A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207833A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Test method for the detection of surface defects on matt and glossy surfaces and the associated device as well as test arrangement between device and component
EP3795344A1 (en) * 2019-08-13 2021-03-24 Skoda Auto a.s. Press line and method of controlling the pressed parts on this line
CN112917248A (en) * 2021-02-03 2021-06-08 宁夏巨能机器人股份有限公司 Flexible processing production line of retarber
CN117825521A (en) * 2024-03-05 2024-04-05 沈阳华钛实业有限公司 Aviation part defect detection device and detection method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20317095U1 (en) 2003-11-07 2004-03-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Cast metal part surface error inspection unit has imaging of reflected light with processing algorithm grouping pixels above threshold for error examination and contour construction
WO2004051186A1 (en) 2002-11-29 2004-06-17 OBE OHNMACHT & BAUMGäRTNER GMBH & CO. KG Method and device for optical form measurement and/or estimation
DE102004038761A1 (en) 2004-08-09 2006-02-23 Daimlerchrysler Ag Object`s e.g. forge part, quality testing, involves utilizing shape-from-shading method to reconstruct object surface by minimizing cost function and comparing reconstruction results with reference geometry within image region
EP1864081A1 (en) 2005-03-24 2007-12-12 OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG Device for optically measuring shapes of objects and surfaces
EP1949673A1 (en) 2005-11-10 2008-07-30 OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG Camera chip, camera and method for image recording
WO2015000898A1 (en) 2013-07-01 2015-01-08 Sac Sirius Advanced Cybernetics Gmbh Method and device for optical shape recognition and/or examination of an object

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004051186A1 (en) 2002-11-29 2004-06-17 OBE OHNMACHT & BAUMGäRTNER GMBH & CO. KG Method and device for optical form measurement and/or estimation
EP1567827A1 (en) 2002-11-29 2005-08-31 OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG Method and device for optical form measurement and/or estimation
DE20317095U1 (en) 2003-11-07 2004-03-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Cast metal part surface error inspection unit has imaging of reflected light with processing algorithm grouping pixels above threshold for error examination and contour construction
DE102004038761A1 (en) 2004-08-09 2006-02-23 Daimlerchrysler Ag Object`s e.g. forge part, quality testing, involves utilizing shape-from-shading method to reconstruct object surface by minimizing cost function and comparing reconstruction results with reference geometry within image region
EP1864081A1 (en) 2005-03-24 2007-12-12 OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG Device for optically measuring shapes of objects and surfaces
EP1949673A1 (en) 2005-11-10 2008-07-30 OBE Ohnmacht & Baumgärtner GmbH & Co. KG Camera chip, camera and method for image recording
WO2015000898A1 (en) 2013-07-01 2015-01-08 Sac Sirius Advanced Cybernetics Gmbh Method and device for optical shape recognition and/or examination of an object

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019207833A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Test method for the detection of surface defects on matt and glossy surfaces and the associated device as well as test arrangement between device and component
EP3795344A1 (en) * 2019-08-13 2021-03-24 Skoda Auto a.s. Press line and method of controlling the pressed parts on this line
CN112917248A (en) * 2021-02-03 2021-06-08 宁夏巨能机器人股份有限公司 Flexible processing production line of retarber
CN117825521A (en) * 2024-03-05 2024-04-05 沈阳华钛实业有限公司 Aviation part defect detection device and detection method thereof
CN117825521B (en) * 2024-03-05 2024-05-07 沈阳华钛实业有限公司 Aviation part defect detection device and detection method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010029319B4 (en) Apparatus for measuring a three-dimensional shape and method thereto
DE102017221649A1 (en) Test method for detecting surface defects on matt and shiny surfaces and associated device and test arrangement between the device and component
DE112011103090B4 (en) Contactless measuring system and sensor device with a light source based on a micro-electro-mechanical system
DE60025221T2 (en) OPTICAL INSPECTION SYSTEM FOR PARTS IN THE SUBPIXEL AREA
AT507018B1 (en) DEVICE FOR TESTING OBJECTS
EP2202508B1 (en) Inspection device
EP3167260B1 (en) Method for the direction-dependent measurement of at least one lighting or radiometric characteristic variable of an optical radiation source
EP1057323B1 (en) Camera tracking system for a virtual television or video studio
EP2710331A1 (en) Optical measurement method and measurement system for determining 3d coordinates on a measurement object surface
DE102008040947A1 (en) 3D dental camera for detecting surface structures of a test object by means of triangulation
EP1716410A1 (en) Method and system for inspecting surfaces
EP3298348A1 (en) Apparatus and method for the optical detection of inner walls
WO2006042535A1 (en) System and method for measuring a body and for monitoring the surface thereof
DE102017212371B4 (en) Determination of a mark in a data record with three-dimensional surface coordinates of a scene detected by means of at least one laser scanner
DE102013212827B4 (en) Method and device for optical shape detection and / or testing of an object
DE102012104745B4 (en) Test method and suitable test head
DE10317078B4 (en) Method and device for analyzing reflective surfaces
EP3910314B1 (en) Method and device for analysing the interaction between a surface of a sample and a liquid
EP3640582A1 (en) System and method for testing the shape of an object to be tested
DE102020201476A1 (en) INSPECTION DEVICE
DE19836103A1 (en) Device and method for the two-dimensional determination of load oscillations and / or rotations on a crane
DE102012005966A1 (en) Device for generating representation of three dimensional body in form of vehicle, has illumination device for generating light strip, particularly parallel light, where electronic sensor is arranged behind or in front of shadow wall
DE102019207833A1 (en) Test method for the detection of surface defects on matt and glossy surfaces and the associated device as well as test arrangement between device and component
DE102017203391A1 (en) Method and coordinate measuring machine for the metrological measurement of workpieces with the aid of a light table
DE102018105794A1 (en) Illustration of an object by means of a shadow

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified