DE10102557A1 - Verfahren zur Überprüfung von scheibenförmigen Werkstücken auf Oberflächen-oder Einschlußfehler - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Überprüfung von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere von Glasscheiben (1) auf Oberflächen- oder Einschlußfehler, ist so ausgebildet, daß ein Werkstück fortschreitend bewegt und dabei sektionsweise mittels mindestens einer Fotokamera, vorzugsweise einer Flächenkamera (2), mehrfach fotografiert wird und danach die Mehrfachaufnahmen jeder Sektion miteinander verglichen werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung von scheiben­ förmigen Werkstücken, insbesondere von Glasscheiben auf Oberflächen- oder Ein­ schlußfehler.

Entsprechend den einschlägigen Qualitätsstandards bei der Herstellung beispiels­ weise sogenannter Isolierglasscheiben ist eine Überprüfung der dazu verwendeten Flachglasscheiben hinsichtlich möglicher Oberflächen- oder Einschlußfehler not­ wendig.

Eine derartige Überprüfung erfolgt bislang hauptsächlich visuell, was naturgemäß mit einer relativ hohen Ungenauigkeitsquote behaftet ist

Zwar ist schon versucht worden, bewegte Werkstücke mit Kameras zu inspizieren, jedoch hat sich dabei immer als nachteilig dargestellt, daß, insbesondere bei Flach­ glasscheiben, der Hintergrund bzw. die Umgebung als eine die Fehlerfeststellung beeinträchtigende Störquelle nicht ausgeschlossen werden kann. Das heißt, daß beispielsweise Schwebteile in der Umgebung oder fest stehende Teile des Hintergrun­ des mit abgelichtet und als Fehler deklariert wurden, obwohl sie nicht dem zu unter­ suchenden Werkstück zuzuordnen waren.

Eine solche ungenaue Fehlerermittlung stellt sich natürlich hinsichtlich einer opti­ mierten Fertigung entgegen, was sich insbesondere deshalb als sehr nachteilig dar­ stellt, als insbesondere Glasscheiben in großen Stückzahlen Verwendung finden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so zu verbessern, daß die Fehlererkennung in oder am Werk­ stück optimiert und Pseudofehler ausgeschlossen werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Jede genau festgelegte Sektion des fortschreitend bewegten Werkstückes, bei­ spielsweise einer Glasscheibe, wird nun mindestens zweimal hintereinander abfoto­ grafiert.

Vorzugsweise ist die dafür eingesetzte Flächenkamera fest positioniert, so daß durch die fortschreitende Bewegung der Glasscheibe zwei sich überlappende Auf­ nahmen einer Sektion hergestellt werden. Im Fall eines objektseitigen Fehlers er­ scheint dieser Fehler in jeder Aufnahme und ist als solcher feststellbar. Eine als scheinbarer Fehler durch die Umgebung oder den Hintergrund gegebene Irritation erscheint, wenn sie statisch ist, auf jeder der beiden Aufnahmen in der gleichen Po­ sition, während der werkstückseitige Fehler, wie erwähnt, demgegenüber entspre­ chend der fortschreitenden Bewegung des Werkstückes bei jeder der beiden Auf­ nahmen in einer unterschiedlichen Position aufgenommen wird.

Durch Ermittlung der Bewegungsgeschwindigkeit und in Kenntnis der genau defi­ nierten zeitlichen Abfolge der sich überlappenden Aufnahmen kann exakt festge­ stellt werden, ob es sich um einen werkstückspezifischen Fehler handelt oder nicht.

Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, die Flächenkamera entsprechend der Ge­ schwindigkeit der Glasscheibe für die Dauer der nacheinander erfolgenden Auf­ nahmen mit zu bewegen, so daß in zeitlicher Abfolge verschiedene Aufnahmen in derselben Sektion gemacht werden, durch deren Identitätsvergleich ebenfalls eine Fehlerfeststellung innerhalb des Werkstückes oder auf dessen Oberfläche möglich ist.

Allerdings ist diese Möglichkeit in der Praxis nur sehr schwer zu realisieren, da die Synchronität zwischen der Bewegung der Scheibe einerseits und der der Flächen­ kamera andererseits nur mit erheblichem Aufwand realisierbar ist, da eine gleich­ mäßig fortschreitende Bewegung der Glasscheibe nicht gewährleistet ist.

Um ein großflächiges Werkstück prüfen zu können, ist eine Vielzahl von Flächen­ kameras vorzusehen, die quer zur Bewegungsrichtung des Werkstückes nebenein­ ander- bzw. bei einem Durchlauf des Werkstückes in vertikaler Ebene untereinander angeordnet sind. Jede Flächenkamera ist dabei sozusagen einer gedachten Spur des Werkstückes zugeordnet, die sich in Bewegungsrichtung erstreckt und die beidseitig begrenzt wird durch die mögliche Ablichtungsbreite der Kamera. Zweckmäßiger­ weise sind diese so angeordnet, daß sich die Spuren in ihren Randbereichen jeweils überlappen.

Zur Ausleuchtung des Werkstückes kann eine Feld- oder Dunkelfeldbeleuchtung eingesetzt werden.

Insbesondere bei beschichteten Scheiben ist es sinnvoll, eine kombinierte Hell- Dunkelfeldbeleuchtung zu verwenden. Dabei sind die Beleuchtungskörper so zu montieren und einzustellen, daß sich eine klare Trennung zwischen Hell- und Dunkelfeld ergibt, so daß es möglich ist, mit einer Flächenkamera gleichzeitig das Hell- und Dunkelfeld aufzunehmen. Diese werden dabei jeweils in einem Halbbild darge­ stellt.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge­ kennzeichnet.

Das Verfahren wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darstellen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Vorderansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung in einer schematischen Draufsicht.

In den Figuren ist eine Vorrichtung zur Überprüfung einer Glasscheibe 1 auf Ober­ flächen- oder Einschlußfehler dargestellt.

Diese besteht aus zwei parallel und mit Abstand zueinander verlaufenden Führungs­ stangen 4, auf denen eine Traverse 3 gelagert ist.

Die Glasscheibe 1 wird aufrecht stehend zwischen den beiden Führungsstangen 4 fortschreitend bewegt.

An der Traverse 3, die quer zur Durchlaufrichtung der Glasscheibe 1 verläuft, sind mehrere Flächenkameras 3 befestigt, mit denen Aufnahmen von Sektionen der Glasscheibe herstellbar sind, die insgesamt die Breite der Glasscheibe 1, also das Abmaß quer zur Durchlaufrichtung, abbilden, wobei sich diese Abbildungen jeweils überlappen.

Weiter sind an der Traverse 3 eine aus Leuchtstoffröhren 6 bestehende Hellfeld­ leuchte 5 und eine Halogenlampen 8 aufweisende Dunkelfeldleuchte 7, befestigt. Diese sind ebenso wie die Kameras 2 an Gelenken 10 festgelegt, mit denen sie je­ weils innerhalb eines gewünschten Winkelbereiches verstellbar sind.

Weiter ist ein Bewegungsmesser 9 vorgesehen, der die Geschwindigkeit sowie den Beginn und das Ende des Durchlaufs der Glasscheibe 1 ermittelt und an einen nicht dargestellten Rechner weitergibt. Dieser wertet die ermittelten Daten aus und steu­ ert danach die Anzahl und Abstände der Aufnahmen der Flächenkameras 2.

Dabei ist festgelegt, in wieviel Sektionen die Glasscheibe 1 unterteilt ist. Zur Fest­ stellung von Oberflächen- oder Einschlußfehlern wird jede Sektion einer sich in Bewegungsrichtung der Glasscheibe 1 erstreckenden Spur mindestens zweimal von der zugeordneten Flächenkamera abfotografiert, wobei die nachfolgende Aufnahme aufgrund der in der Zwischenzeit erfolgten fortschreitenden Bewegung gegenüber der ersten Aufnahme diese überlappt. Ein glasscheibenseitiger Fehler, sei es ein Oberflächen- oder Einschlußfehler, wird in beiden Aufnahmen an gleicher Position erkennbar sein unter Berücksichtigung der im zeitlichen Abstand beider Aufnahmen zurückgelegten Bewegungsstrecke der Glasscheibe 1, die durch den Bewegungs­ messer 9 ermittelt wird.

Pseudofehler hingegen, die z. B. durch Umgebungslicht, inhomogene Beleuchtung, Staubbelastung der Umgebungsluft oder durch den Hintergrund verursacht sein können, erscheinen nicht identisch auf beiden Aufnahmen, so daß diese als nicht werkstückeigene Fehler erkannt und entsprechend behandelt werden, d. h., dieser Fehler wird der Glasscheibe 1 nicht zugeordnet.

Die Anordnung der Dunkelfeldleuchte 7 und der Hellfeldleuchte 5 ist so gewählt, daß die Grenze zwischen dem Dunkelfeld und dem Hellfeld relativ scharf ist, so daß mit einer Aufnahme beide Beleuchtungsgeometrien abfotografiert werden können.

Dies ist vor allem dann besonders vorteilhaft, wenn beschichtete Glasscheiben überprüft werden sollen.

Mittels des Bewegungsmessers 9, der zwei durch einen Riemen 13 antreibbare, un­ ter Federkraft an der Glasscheibe 1 anliegende Andruckrollen 11 sowie einen Geber 12 aufweist, mit dem anhand der vollführten Umdrehungen die Durchlaufge­ schwindigkeit der Glasscheibe 1 meßbar ist, ist auch feststellbar, wann diese in den Aufnahmebereich der Flächenkameras 2 einläuft und wann sie sich daraus entfernt. Hierdurch besteht die Möglichkeit, die Randbereiche der Glasscheibe 1 hinsichtlich ihrer Fehlerauswertung anders zu beurteilen als die übrigen Bereiche, da für die Randbereiche eine größere Fehleranzahl zulässig ist als im übrigen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Überprüfung von scheibenförmigen Werkstücken, insbesondere von Glasscheiben (1) auf Oberflächen- oder Einschlußfehler, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkstück fortschreitend bewegt und dabei sektionsweise mittels mindestens einer Fotokamera, vorzugsweise einer Flächenkamera (1) fotografiert wird und danach die Mehrfachaufnahmen jeder Sektion miteinander verglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sektion beim Fotografieren mit Hellfeld- und/oder einer Dunkelfeldbeleuchtung (5, 7) be­ leuchtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindig­ keit des fortschreitenden Werkstückes gemessen wird und entsprechend der er­ mittelten Geschwindigkeit bzw. der innerhalb einer bestimmten Zeit durchfah­ renen Strecke die jeweilige Sektion nacheinander fotografiert wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß an der quer zur Bewegungsrichtung eines fortschreitenden bewegten, scheibenförmigen Werkstücks angeordneten Traverse (3) eine Mehr­ zahl von Kameras angeordnet ist, deren jeweiliges Aufnahmefeld sich mit dem oder den benachbarten überlappen und daß eine Hellfeld- und/oder eine Dun­ kelfeldbeleuchtung (5, 7) vorgesehen ist, mit der der Aufnahmebereich des Werkstückes beleuchtbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras (2) gegenüber dem fortschreitenden Werkstück (4) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras (2) und/oder die Hellfeld- und/oder die Dunkelfeldbeleuchtung (5, 7) gelenkig be­ festigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschwen­ kung der Kameras (2) und/oder der Hellfeld- und/oder der Dunkelfeldbeleuch­ tung (5, 7) diese jeweils an einem Gelenk (10) angeschlossen sind, dessen Schwenkachse parallel zur Oberfläche des Werkstücks (1) verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bewegungs­ messer (9) vorgesehen ist, mit dem die Geschwindigkeit des fortschreitenden Werkstücks meßbar ist.