DE3602395C2

DE3602395C2 - Method for self-checking an optoelectronic crack detection device

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Publication number: DE3602395C2
Application number: DE3602395A
Authority: DE
Original assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Current assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Priority date: 1986-01-28
Filing date: 1986-01-28
Publication date: 1995-06-22
Anticipated expiration: 2006-01-29
Also published as: DE3602395A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstkontrolle einer opto elektronischen Rißerkennungsvorrichtung zur automatischen Prüfung, ins besondere nach dem Magnetpulververfahren, eines Werkstückes, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a method for self-checking an opto electronic crack detection device for automatic testing, ins especially according to the magnetic powder process, a workpiece according to the Preamble of claim 1.

Es ist bereits bekannt, Oberflächenfehler, z. B. Risse oder Lunker an Werkstücken mit Eindringmitteln (Penetriermitteln) oder mit Magnet pulvern sichtbar zu machen. Danach können die sichtbar gemachten fehlerhaften Werkstücke vom Prüfpersonal aussortiert werden. Der Vor teil der Sichtprüfung besteht zwar darin, daß die Erfahrung des Prüfers mit in das Prüfergebnis eingeht. Allerdings ist diese Prüfarbeit recht monoton, da der Prüfer in der Regel stehend in einer Fabrikhalle o. dgl. in einer halbverdunkelten Kabine die auf dem Fließband nacheinander vorbeilaufenden, durch eine Magnetpulversuspension bespülten Werkstücke beobachten muß. Es treten Ermüdungserscheinungen auf, so daß er Fehlan zeigen übersehen kann. Außerdem schwankt das Prüfergebnis von Person zu Person. Ferner darf eine bestimmte Prüfgeschwindigkeit nicht überschritten werden mit der Folge, daß der Produktionsausstoß an Werkstücken verrin gert wird.It is already known that surface defects, e.g. B. cracks or blowholes Workpieces with penetrants (penetrants) or with magnets make powder visible. After that, those made visible faulty workpieces are sorted out by the test personnel. The before part of the visual inspection is that the experience of the auditor also included in the test result. However, this test work is right monotonous, since the inspector is usually standing in a factory building or the like. in a semi-darkened cabin one after the other on the assembly line passing workpieces washed by a magnetic powder suspension must watch. There are signs of fatigue, so that he fails show overlooked. In addition, the test result varies from person to person Person. Furthermore, a certain test speed must not be exceeded with the result that the production output on workpieces is reduced is gert.

Zwar sind bereits optoelektronisch arbeitende Rißerkennungsvorrichtun gen vorgeschlagen worden, wobei ein Bildfeld beleuchtet wird, in dem das zu prüfende Werkstück liegt. Das Werkstück wird optisch erfaßt und danach elektronisch verarbeitet, z. B durch eine Fernsehkamera. Das erzeugte Bild wird durch einen Rechner auf Signale ausgewertet, die von den Oberflächenfehlern herrühren, wobei die Größe und Zahl der Fehler den Prüfungsmaßstab bildet. Im einzelnen besteht das Gerät aus einer oder mehreren Lichtquellen bzw. Leuchten, insbesondere UV-Leuchten, die das zu prüfende Werkstück für die Fernsehkamera ausleuchten, die das zugehörige Bild digital zur Auswertung an einen Rechner weitergibt. Der Rechner ist so programmiert, daß er die Fehleranzeigen nach Größe und Zahl "erkennt", d. h. innerhalb vorprogrammierter Annahme-Ablehnungsgrenzen erfassen kann und unabhängig von subjektiven Einflüssen ein oder mehrere Bewertungssignale abgibt. Mit anderen Worten ist der Rechner nach Größe und Zahl der Fehleranzeigen, je nach Prüfproblem bzw. unterschiedlichen Werkstücken, voreinstellbar. Im nachfolgenden wird die ausgeleuchtete und von der Kamera erfaßte Fläche als Bildfeld und die Fläche des Bildfeldes, die der auswertende Rechner auf Fehleranzeigen erfaßt, als Prüffeld bezeichnet. Das Prüffeld ist somit kleiner oder im Einzelfall gleich groß wie das Bildfeld.There are already optoelectronic crack detection devices gene have been proposed, wherein an image field is illuminated in which the workpiece to be checked lies. The workpiece is optically detected and then electronically processed, e.g. B through a television camera. The generated Image is evaluated by a computer for signals that surface defects, the size and Number of errors forms the test standard. In detail the device consists of one or more light sources or Luminaires, especially UV lights, that the thing to be tested Illuminate workpiece for the television camera that the associated image digitally for evaluation on a computer passes on. The computer is programmed so that it can Error displays by size and number "recognizes"; H. within pre-programmed acceptance-rejection limits can capture and independent of subjective influences or emits several evaluation signals. In other words is the calculator according to size and number of error displays, depending according to test problem or different workpieces, presettable. In the following, the illuminated one and the area captured by the camera as an image field and the Area of the image field that the evaluating computer on Error displays recorded, referred to as the test field. The test field is therefore smaller or in individual cases the same size as that Image field.

Derartige Geräte müssen sehr zuverlässig arbeiten. Deshalb ist es weiter bekannt, die Funktionssicherheit des Gerätes, dadurch sicherzustellen, daß der Rechner eine Störung meldet, wenn eine Blitzlampe oder die Kamera selbst ausfällt; der Rechner meldet ebenfalls eine Störung, wenn ein Fremdkörper zwischen die Leuchten und die Prüffläche gelangt oder eine Leuchte ausfällt oder die Beleuchtungsintensität unter ein zulässiges Maß absinkt. Dies betrifft allerdings die Komponentenprüfung des Gerätes.Such devices have to work very reliably. That's why it is also known the functional safety of the device, by ensuring that the Computer reports a fault when a flash lamp or the Camera itself fails; the computer also reports one Malfunction when there is a foreign body between the lights and the Test area arrives or a lamp fails or the Illumination intensity falls below an allowable level. This however concerns the component testing of the device.

Ferner wird die Selbstkontrolle des Rechners noch dadurch erhöht, daß er auch dann eine Störung meldet, wenn er einen Fehler nicht identifizieren kann, z. B. durch ein Farbsignal "gelb". Allerdings sind hier die Bewertungsparameter bei der Anfangsjustierung des Gerätes so einzustellen, daß dieser Zustand nicht zu oft eintritt und nicht übermäßig viele Werkstücke als "unklar" aussortiert werden.Furthermore, the self-control of the computer is still thereby increased that he reports a fault even if he has one Cannot identify errors, e.g. B. by a color signal "yellow". However, here are the evaluation parameters at the Set the initial adjustment of the device so that it Condition does not occur too often and not too many Workpieces are sorted out as "unclear".

Auch ist vorgeschlagen worden, den Rechner der optoelektronischen An lage so einzustellen, daß er eine Störung meldet, wenn er erkennt, daß die Fehlererwartungs-Grenze überschritten ist, er also mehr Fehler als maximal voreingestellt erkennt. Dies gilt sinngemäß für eine Einstellung auf minimale Fehleranzahl, minimale Fehlerlänge und maximale Fehlerlänge. Zwar sind hier die maximalen bzw. minimalen Vorgabewerte vom Prüfproblem bzw. von einem bestimmten Werkstück her vorgegeben und dann dem Rechner einprogrammiert, aber danach bleibt die Selbstkontrolle nur geräte spezifisch, d. h. er erhält von den laufend unterschiedlichen Werkstücken keine evtl. notwendigen Korrekturwerte mehr.It has also been proposed to use the optoelectronic computer should be set so that it reports a fault when it detects that the error expectation limit has been exceeded, so he has more errors than recognizes maximum preset. This applies analogously to a setting to the minimum number of errors, minimum error length and maximum error length. Here, the maximum or minimum default values are from the test problem or specified from a specific workpiece and then the computer programmed in, but after that self-control only remains devices specifically, d. H. he receives from the constantly different workpieces no more necessary correction values.

Ferner sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt (US-PS 43 02 678), wobei Oberflächenfehler bei Werkstücken mit Ultraviolett-Licht geprüft werden, indem ein Standardprüfstück zum Justieren verwendet wird. Letzteres weist eine Vielzahl von künstlichen Oberflächenrissen auf, auf welche ein UV-Lichtbündel ausgerichtet, hier gestreut, die fluoreszierende Strahlung einem elektronischen Detektor zugeführt und in einem nachfol genden Gerät angezeigt wird. Allerdings ist die Verteilung der Risse des Justiermusters willkürlich und nicht natürlichen Werkstückrissen oder -fehlern entsprechend ausgebildet. Eine Fernsehkamera, verbunden mit einem Rechner, kommt nicht zur Anwendung. Somit ist die sehr schnelle bzw. momentane Beurteilung der Funktionstüchtigkeit der gesamten opto elektronischen Rißerkennungseinrichtung, d. h. ihre optimale Selbstkon trolle, nur beschränkt möglich und schließt Fehlbeurteilungen im konti nuierlichen Arbeitsbetrieb nicht aus.Furthermore, a method and a device are known (US-PS 43 02 678), where surface defects in workpieces are checked with ultraviolet light using a standard test piece for adjustment. The latter has a large number of artificial surface cracks which a UV light beam aligned, here scattered, the fluorescent Radiation is supplied to an electronic detector and subsequently device is displayed. However, the distribution of the cracks is Adjustment pattern arbitrary and not natural workpiece cracks or -Error trained accordingly. A television camera connected to a computer is not used. So it is very fast or current assessment of the functionality of the entire opto electronic crack detection device, d. H. their optimal self con trolls, only possible to a limited extent and excludes incorrect assessments in the account nuclear operation.

Zwar ist auch bekannt, bei der Magnetpulverprüfung an Werkstücken die Rißauswertung mit Hilfe eines Fluoreszenzbildes und unter Einsatz einer optoelektronischen Rißerkennungsvorrichtung auszuführen, wobei auch ein Rechner zur Anwendung kommt. Hierbei wird mit Hilfe des Rechners die Differenz der Helligkeit zwischen einzelnen Punkten von zwei durch eine Fernsehkamera gewonnenen Bildern miteinander verglichen. Das bekannte Verfahren gibt aber keinen Hinweis dafür, solche Verfahrensschritte zur Selbstkontrolle des Rechners selbst oder zur Beurteilung seiner momen tanen Funktionstüchtigkeit einzusetzen. Insbesondere sind aber keine Kon trollprüfstücke mit künstlich aufgebrachten Fehlern zwecks Vergleich vor gesehen; im Gegenteil: Ein Verfahrensschritt für den Vergleich erfolgt hier überhaupt ohne ein angelegtes Magnetfeld (DE 31 06 803 A1). It is also known that the magnetic particle test on workpieces Crack evaluation using a fluorescence image and using a Execute optoelectronic crack detection device, including a Calculator is used. Here, with the help of the computer Difference in brightness between individual points of two by one TV camera images compared with each other. The known However, the process does not indicate that such process steps are used Self-control of the computer itself or to assess its moments tanen functionality. In particular, however, no con troll test pieces with artificially applied defects for comparison seen; on the contrary: A procedural step for the comparison takes place here without an applied magnetic field at all (DE 31 06 803 A1).

Bekannt ist ferner eine Meß- und Prüfvorrichtung, die Prüfwerte einer diese Vorrichtung durchlaufenden Bahn dadurch erfaßt, daß oberhalb und unterhalb der Bahn Detektoreinheiten vorhanden sind, die auf elektromag netische Strahlung ansprechen. Eine als Prüfkörper dienende, eine Strah lungsquelle, Reflektoren und einen Signalausgang aufnehmende Detektor einheit besitzt einen Gehäuseteil, der als Auflage für die prüfende Bahn dienen kann. Der auf die Bahn aufgesetzte Prüfkörper arbeitet jedoch mit fokussierter Strahlung, insbesondere optischem Licht und enthält keine für ein Magnetfeld spezifischen Teile; die bewegte Bahn ist vor nehmlich eine Papierbahn. (DE 30 45 336 A1)Also known is a measuring and testing device, the test values of a this device traversing path in that above and Detector units are available below the track, which are based on elektromag address net radiation. One beam used as a test specimen tion source, reflectors and a signal output detector unit has a housing part that serves as a support for the test Railway can serve. However, the test piece placed on the web works with focused radiation, especially optical light and contains no parts specific to a magnetic field; the moving web is ahead a paper web. (DE 30 45 336 A1)

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Selbstprüfung bei opto elektronischen Rißprüfgeräten zu erhöhen, so daß bei einem Ausfall u. dgl. des Gerätes dieses sofort stillgesetzt u. dgl. werden kann.The invention is based, the self-test at opto electronic crack testers to increase, so that in the event of a failure u. the like the device immediately shutdown u. Like. Can.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patent anspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen dargestellt.This object is achieved by the in the characterizing part of the patent Claim 1 specified measures solved. Advantageous configurations are presented in the subclaims.

Nach diesem Vorschlag wird nicht die Funktion der einzelnen Gerätekompo nenten auf störungsfreien Betrieb geprüft, sondern die Gesamtfunktion des Prüfsystems. Die Sicherheit der Selbstprüfung wird auch dadurch er höht, daß man vorteilhaft die bei dem optoelektronischen Gerät mögliche schnelle, trägheitsarme Prüffolge ausnutzt, um diese Prüfung schon nach jedem Prüfstückwechsel auszuführen, die optoelektronische Rißerkennungsan lage somit auf ihre Funktionsfähigkeit und die richtige Einstellung zu kontrollieren. Zur Prüfung der Anlage wird vorteilhaft ein nicht geräte spezifischer, sondern geräteunabhängiger Parameter in Form eines künst lichen Fehlers, einer Gruppe von Fehlern bzw. eines Fehlerbildes, herangezogen. Hierbei braucht die Transportgeschwindigkeit der Werkstücke nicht verringert zu werden bzw. andere für das optoelektronische Erkennungsverfahren vorteilhafte Eigenschaften werden nicht eingeschränkt.According to this proposal, the function of the individual device compo will not checked for trouble-free operation, but the overall function of the test system. This also increases the security of self-examination increases that one advantageously the possible with the optoelectronic device quick, low-inertia test sequence is used to complete this test to carry out each test piece change, the optoelectronic crack detection was therefore on their functionality and the right attitude check. A non-device is advantageous for testing the system specific, but device-independent parameters in the form of an artificial error, a group of errors or an error pattern. Here does not need the transport speed of the workpieces to be reduced or others for the optoelectronic Detection methods are not advantageous properties limited.

Die Erfindung kann so ausgestaltet werden, daß das Einblenden von künstlichen Fehlern durch Einlegen eines Kontrollprüfstückes erfolgt, das mit den künstlichen Fehlern versehen ist. Das Kontrollprüfstück durchläuft den gesamten Magnetpulverprüfzyklus, kehrt in die Anfangslage zurück und läuft mit dem nächsten Zyklus weiter und so fort. Somit wird der gesamte Prüfvorgang ständig überwacht. Eine Erfindungsvariante sieht vor, daß die künstlichen Fehler ihrer Lage und Größe nach auf einer Grundplatte bzw. Werkstückaufnahme angebracht werden, die üblicherweise die Werkstücke aufnimmt. Wird das Werkstück ausgewechselt, wird der künstliche Fehler auf der Aufnahme bzw. Grundplatte sichtbar, von dem optoelektronischen Gerät aufgenommen und zur Selbstkontrolle verwertet. Das Erkennungsergebnis dieser künstlichen Fehler kann dazu benutzt werden, die nächste bzw. auch die vorletzte Prüfung freizugeben oder, bei Nichterkennen der künstlichen Fehler, die Anlage stillzusetzen.The invention can be designed so that the Show artificial errors by inserting a Control test piece is done with the artificial Errors. The control test piece passes through the entire magnetic particle test cycle, returns to the initial position back and continues with the next cycle and so on. The entire test process is thus constantly monitored. A Variant of the invention provides that the artificial errors according to their position and size on a base plate or Workpiece holder are attached, which is usually the Takes up workpieces. If the workpiece is replaced, the artificial error on the mount or base plate visible, recorded by the optoelectronic device and used for self-control. The recognition result this artificial error can be used to to release the next or the penultimate exam or, if the artificial errors are not recognized, the system to shut down.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, die künstlichen Fehler in den Ecken bzw. Eckbereichen des Prüffeldes anzuordnen. Damit wird kontrolliert, ob die Beleuchtung und die Aufnahme des Bildfeldes in Ordnung sind.According to a further embodiment, the artificial errors in the corners or corner areas of the To arrange the test field. This checks whether the The lighting and the image field are OK.

Ferner ist vorteilhaft, die Größe, Länge und/oder die Zahl der künstlichen Fehler derart einzustellen, daß eine bzw. je eine vorbestimmte Funktion des Rißerkennungssystems kontrolliert werden kann. Dies kann vorteilhaft durch verschiebbare Blenden o. dgl. geschehen, um die Anpassungs fähigkeit bei wechselndem Prüfproblem leicht und mit kleinem Geräteaufwand zu ermöglichen. Hierdurch wird auf Grund der Beurteilung der Fehlergröße sicher möglich, die Funktionssicherheit der Anlage zu kontrollieren.It is also advantageous the size, length and / or the number set the artificial error so that one or each have a predetermined function of the crack detection system can be controlled. This can be advantageous through Slidable bezels or the like happen to the adjustment ability with changing test problems easily and with small To enable device effort. This is due to the Assessment of the size of the error is certainly possible Check the functional reliability of the system.

Gestattet der zum Auswerten eingesetzte Rechner nicht nur eine Größenbeurteilung, sondern auch eine Zählung der Fehleranzeigen, so ist gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig, eine korrespondierende Zahl von künstlichen Fehlern vorzusehen, die vom Rechner gezählt werden, um nach dem Zählergebnis zu bestimmen, daß die Funktionstüchtigkeit der optoelektronischen Anlage gegeben ist, oder nicht. Gemäß weiterer Ausgestaltung wird die Aufgabe gelöst, eine gleichmäßige Flächenempfindlichkeit des Prüffeldes dadurch zu kontrollieren und hierbei auch die Rand- und Mittelzonen des Prüffeldes auf gleichmäßige Empfindlichkeit zu erfassen, indem die eingestellte zulässige (maximale bzw. minimale und werkstück- bzw. prüfproblembezogene) Fehlerzahl während des Kontrollvorgangs erhöht wird um eine vorbestimmte Zahl der künstlichen Fehler, die in das Prüffeld während des Kontrollvorgangs eingebracht worden sind. Für einen neuen Kontrollzyklus wird diese Fehlerzahl für den Rechner umgestellt.Not only does the computer used for evaluation allow a size assessment but also a count of the Error displays, according to a further embodiment Invention expedient, a corresponding number of to provide artificial errors counted by the calculator to determine that the Functionality of the optoelectronic system given is or not. According to a further embodiment, the Task solved, an even area sensitivity to control the test field and thereby also the edge and middle zones of the test field to uniform Detect sensitivity by the set permissible (maximum or minimum and workpiece or number of errors related to the test problem during the control process is increased by a predetermined number of artificial Errors in the test field during the control process have been introduced. For a new control cycle this number of errors is changed for the computer.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, daß die künstlichen Fehler nicht während des Prüfstück wechsels eingeführt werden, sondern während des eigentlichen Prüfvorgangs selbst. Dies kann dadurch erfolgen, daß die künstlichen Fehler an geeigneten vorbestimmten Stellen des Prüffeldes angebracht werden sowie zugleich die Mindestzahl der Fehleranzeigen um die Zahl der künstlichen Fehler erhöht wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft dann, wenn durchlaufende (also nicht auswechselbare) Werkstücke, insbesondere Schweißnähte, geprüft werden bzw. bei denen ein Prüfstückwechsel relativ selten ist.A further embodiment of the method consists in that the artificial error is not during the test piece be introduced alternately, but during the actual Inspection process itself. This can be done by the artificial error at appropriate predetermined locations of the Test field as well as the minimum number the error indications about the number of artificial errors is increased. This arrangement is particularly advantageous then if continuous (i.e. not interchangeable) Workpieces, especially welds, are checked or where a test piece change is relatively rare.

Claims

1. Method for self-control of an optoelectronic crack detection device for automatic testing, in particular according to the magnetic powder method, of a workpiece in which the workpiece is optoelectronically checked for size, position and / or number of cracks, the optoelectronics niches between individual or in each case all inspection processes Output signals from ge brought into the optical beam path, artificially applied errors on a control test piece, detected and compared to check the proper functioning of the entire optoelectronic crack detection device with predetermined values, characterized in that the artificially applied errors on the control test piece, depending of the test sensitivity of the optoelectronic crack detection device having a computer, as individual faults, as a group of faults or as a fault pattern are simulated accordingly and the control test ck is brought to be tested of the workpiece at the point or near it.

2. The method according to claim 1, characterized in that the control test piece through the entire cycle of a magnetic particle test or a penetration test is carried out, with the latter the waiter surface of the workpiece is sprayed with a color liquid.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the after errors formed in the corner areas of the test field of the computer can be summarized and evaluated, whereby the test field of the computer of the Part of the camera image field is captured.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized net that the mounting plate for the workpiece as the control test piece is formed.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized indicates that a predetermined error is set for each control cycle value on the computer is changed to another error value that corresponds to the Numerical value of the number of after necessary for an area control formed errors corresponds, so that all zones of the test field, a finally the marginal and middle zones, to evenly sensitive be checked.

6. The method according to claim 3, characterized in that at relative Rarely change of the control test piece or with continuous Lich traversing workpiece the simulated errors within the Test field of the computer itself can be recorded and evaluated and the Setting the minimum number of errors by the number of simulated ones Error is increased.

7. The method according to claim 4, characterized in that the recording plate before returning to the cycle of magnetic particle testing or the penetration test to remove the magnetic powder or the Penetrating liquid from the previous test process treated or is brushed off.