DE102010048804A1

DE102010048804A1 - Verfahren zur automatischen Prüfung von halbtransparenten Objekten, insbesondere Waffeln, mit einer Kamera

Info

Publication number: DE102010048804A1
Application number: DE201010048804
Authority: DE
Inventors: Dr. Nold Stefan
Original assignee: Soft Control Automatisierungstechnik GmbH
Current assignee: Soft Control Automatisierungstechnik GmbH
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen optischen Prüfung von halbtransparente Objekten, insbesondere Waffeln (1), mit einer Kamera (5). Bei diesen Objekten machen sich Fehler, wie z. B. Einbackungen, Fremdkörper oder Löcher entweder im Durchlicht, im Auflicht oder in einer Kombination von Durchlicht und Auflicht bemerkbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Prüfung in mehreren Beleuchtungssituationen mit einer einzigen Matrixkamera (5). Hierzu durchläuft das Objekt (1) mehrere unterschiedlich ausgeleuchtete streifenförmige Bereiche (7), (8), (9). Dabei wird es von einer Matrixkamera (5) mehrfach fotografiert. Die unterschiedlich ausgeleuchteteten Bereiche werden von einer Auswerteeinheit (6) zu einem Bild pro Beleuchtungssituation zusammengefasst und automatisch auf Fehler geprüft.

Description

Stand der Technik
Die vollautomatische Kontrolle mit Kameras zur Sicherung der Produktqualität ist heute Stand der Technik. Hierbei finden unterschiedliche Arten der Beleuchtung Anwendung: Im Durchlicht befinden sich Beleuchtung und Kamera auf unterschiedlichen Seiten des Objekts, im Auflicht auf der gleichen Seite. Es kommen sowohl Matrix- als auch Zeilenkameras zu Einsatz. Auch für die optische Kontrolle von transparenten Objekten gibt es eine Reihe von Vorschlägen, so zum Beispiel für Glas, DE 3816 392 oder für Textilien, vgl. 101 21 594. In DE 10203595 wird ein Verfahren beschrieben, mit dem transparente Objekte, insbeondere Kunststoffsichtfenster sowohl von der einen als auch von der anderen Seite beleuchtet werden.
Beschreibung der Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, mit dem mehrere Fehlertypen (Inhomogenitäten, Fremdkörper, etc.) von halbtransparenten Objekten erkannt werden können, die an einer einzelnen Kamera vorbei transportiert werden. Die Schwierigkeit besteht hierbei darin, dass die verschiedenen Fehlerarten nur durch unterschiedliche Beleuchtungssituationen sichtbar gemacht werden können: Eine Inhomogenität ist beispielsweise durch eine Kombination von Auflicht und Durchlicht erkennbar, ein Loch mit Hilfe einer Durchlichtbeleuchtung und ein Fremdkörper am besten mit reinem Auflicht. Um den Aufwand gering zu halten, soll aber nur eine Kamera verwendet werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Objekte üblicherweise auf einem Band liegen, so dass zwar an der Übergabe zwischen zwei Bändern ein Spalt realisiert werden kann, an dem freie Sicht nach oben besteht, das Objekt aber nicht auf seiner gesamten Fläche von unten beleuchtet oder fotografiert werden kann.
Beschreibung der Erfindung
1 zeigt eine Vorrichtung zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Objekte (1) durch eine Beleuchtungsstation transportiert werden, bei der die Beleuchtungen (3) und (4) so angeordnet sind, dass quer zur Transportrichtung mehrere streifenförmige Bereiche der gleichen Breite b entstehen, die unterschiedlich beleuchtet sind: Bereich (7) nur mit Durchlicht, Bereich (8) mit Durchlicht und Auflicht und Bereich (9) nur mit Auflicht. Die Bereiche sind durch Trennwände (10), (11) voneinander abgeschottet. Ein durchgehend frei von unten beleuchteter Streifen kann hierbei sehr einfach realisiert werden, indem die Durchlichtbeleuchtung (3) an der Übergabestelle zwischen zwei mit gleicher Geschwindigkeit laufenden Förderbändern (2) positioniert wird. Über den Förderbändern (2) ist eine Matrixkamera (5) angeordnet, die das bewegte Objekt (1) in schneller Folge fotografiert, während es durch die verschiedenen Bereiche (7), (8) und (9) transportiert wird. Ist eines der Förderbänder (2) mit einem Inkrementalgeber (12) versehen, können die Bildaufnahmen mit der Bewegung des Objekts (1) über eine Steuereinheit (13) so synchronisiert werden, dass jeweils nach dem Weitertransport des Objekts (1) um die Breite b ein Bild aufgenommen wird. Eine Auswerteeinheit (6) kann dann die Streifen gleicher Beleuchtung aus den verschiedenen hintereinander aufgenommenen Bilder zu jeweils einem Bild zusammensetzen, siehe 2. Man erhält so pro Beleuchtungssituation ein einziges lückenloses Bild (15), (16), (17) des Objekts (1). Die Auswerteeinheit (6) kann diese Bilder automatisch auf Fehler überprüfen. Falls ein Fehler erkannt wird, gibt die Auswerteeinheit (6) ein Signal aus, das eine nachfolgende Ausschleuseinheit ansteuert und das fehlerhafte Objekt aussortiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

DE 3816392 [0001]
DE 10203595 [0001]

Claims

Verfahren zur automatischen Prüfung von halbtransparenten Objekten, insbesondere Waffeln (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Objekte (1) über eine geeignete Transportvorrichtung (2) zwischen mindestens zwei in Transportrichtung nebeneinander liegenden Leuchtquellen (3) und (4) hindurch transportiert werden, welche die Objekte in unterschiedlichen Bereichen auf unterschiedlicher Art und Weise beleuchten, und eine darüber angeordnete Kamera (5) während des Transports eine Sequenz von mehreren Bildern eines einzelnen Objekts (1) aufnimmt und die in unterschiedlicher Weise ausgeleuchteten Bereiche aller so aufgenommener Kamerabilder mit einer Auswerteeinheit (6) auf Fehler kontrolliert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es drei unterschiedlich beleuchtete Bereiche gibt, nämlich einen nur mit Durchlicht beleuchteten Bereich (7), einen mit mit Durch- und Auflicht beleuchteten Bereich (8) und einen nur mit Auflicht beleuchteten Bereich (9), die durch Trennwände (10) und (11) optisch optisch voneinander abgeteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zwei unterschiedlich beleuchtete Bereiche gibt, nämlich einen nur mit Durchlicht beleuchteten Bereich (7), sowie einen mit Durch- und Auflicht beleuchteten Bereich (8) oder einen nur mit Auflicht beleuchteten Bereich (9), die durch eine Trennwand (10) optisch voneinander abgeteilt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bereiche in Transportrichtung des Objekts (1) die gleiche Breite b haben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Durchlauf aufgenommenen Teilbilder aus den unterschiedlichen Beleuchtungssituationen zu jeweils einem Gesamtbild (15), (16), (17) pro Beleuchtungssituation zusammengesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Transporteinrichtung (2) mit einem Inkrementalgeber (12) versehen ist, und eine Steuereinheit (13) diese Pulse zählt und nach einer definierten Anzahl von Pulsen ein Triggersignal ausgibt, welches eine Kameraaufnahme auflöst, wobei die definierte Anzahl der Zählimpulse der Breite b der Beleuchtungsbereiche (7), (8) und (9) entspricht, so dass die aufgenommenen Bilder zu jeweils einem lückenlosen Gesamtbild (15), (16), (17) des Objekts (1) für jede Beleuchtungssituation zusammengesetzt werden können.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich in Transportrichtung vor dem ersten Beleuchtungsbereich (6) eine Lichtschranke oder ein anderer Geber (14) befindet, der mit der Steuereinheit (13) verbunden ist und beim Passieren des Objekts (1) ein Signal auslöst und damit die Aufnahme der Bildsequenz startet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) in die Kamera (5) integriert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlichtbeleuchtung (3) zwischen zwei synchron laufenden Förderbändern (2) positioniiert wird, so dass das Objekt (1) auf einem Streifen (7) quer zur Transportrichtung in seiner kompletten Breite von unten beleuchtet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (6) bei einem Fehler des Objekts (1) ein Signal ausgibt, mit dem eine Ausschleuseeinheit angesteuert und das fehlerhafte Objekt (1) ausgeschleust werden kann.