DE102019100961A1

DE102019100961A1 - Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102019100961A1
Application number: DE102019100961.8A
Authority: DE
Inventors: Markus Garscha; Markus Hüttinger; Karl-Friedrich Ossberger
Original assignee: Ossberger Co KG GmbH; OSSBERGER GmbH and Co KG
Current assignee: Ossberger Co KG GmbH; OSSBERGER GmbH and Co KG
Priority date: 2019-01-15
Filing date: 2019-01-15
Publication date: 2020-07-16

Abstract

Ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation, in der das Werkstück von einer oberflächlichen Verschmutzung zumindest teilweise befreit wird, wobei das Bewertungsverfahren folgende Schritte aufweist: Bestrahlen des Werkstücks mit einer Anregungsquelle, welche ein Anregungslicht Leines Anregungswellenlängenbereichs WBausstrahlt, mit dem ein Fluoreszenzlicht der Verschmutzung des Werkstücks eines Wellenlängenbereichs WBgenerierbar ist, Beleuchten des Werkstücks mit einer Darstellungsquelle und Aufnehmen einer Werkstückabbildung des beleuchteten Werkstücks, nachdem das Werkstück mit der Anregungsquelle bestrahlt worden ist, wobei die Darstellungsquelle ein Darstellungslicht Lin einem Darstellungswellenlängenbereich WBausstrahlt, und Auswerten der Werkstückabbildung in Bezug auf einen Anteil abgebildeten Fluoreszenzlichts auf einer abgebildeten Werkstückgeometrie im Darstellungslicht L, in der das Fluoreszenzlicht Leine andere Farbe als die abgebildete Werkstückgeometrie aufweist.

Description

Gebiet der Erfindung
Vorliegende Erfindung betrifft ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf durch eine Reinigungsstation für dieses Werkstück. Des Weiteren betrifft vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, mit der das genannte Bewertungsverfahren durchführbar ist.
Hintergrund der Erfindung
In unterschiedlichen technischen Gebieten ist es erforderlich, Gegenstände nach ihrer Benutzung oder nach der Herstellung zu reinigen. So ist es beispielsweise erforderlich, dass in der Getränkeindustrie Abfüllanlagen regelmäßig gereinigt werden. Das gleiche gilt für die Flaschen, in welche hergestellte Getränke abgefüllt werden müssen. Diese Reinigungsprozesse müssen mit ihrem zu erreichenden Reinigungszustand nicht nur die weitere Benutzung gewährleisten, sondern ebenfalls hygienische Ansprüche erfüllen.
Im Bereich des Maschinenbaus, in dem bestimmte Teile beispielsweise mithilfe von spanabtragenden Maschinen hergestellt werden, ist es erforderlich, diese Werkstücke von einer Bearbeitungsflüssigkeit oder Resten der Späne nach der Bearbeitung zu befreien. Zu den Bearbeitungsflüssigkeiten zählen beispielsweise Öle für Fräs- oder Bohrmaschinen, die für eine zufriedenstellende Funktion des verwendeten Werkzeugs sowie für die Kühlung von Werkzeug und Werkstück sorgen.
Werden die hergestellten Werkstücke beispielsweise in einer Anordnung verbaut oder mit anderen Bauteilen gefügt, dann schmälern Rückstände von Bearbeitungsflüssigkeit und Verschmutzungen die Qualität des hier zu erreichenden Ergebnisses.
DE 10 2006 060 204 A1 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen einer Anlage, wobei die Anlage mit Reinigungslauge durchgespült und das Reinigungsergebnis durch ein Indikatormittel auf der Basis von Permanganat in alkalischem Milieu überprüft wird. Um die Reinigung ökonomischer und weniger abwasserbelastend zu realisieren, wird vorgeschlagen, dass als Indikator benutzte Indikatormittel anschließend in die Reinigungslauge für eine Weiterverwendung als Reinigungsmittel einzuleiten.
DE 10 2011 007 309 A1 beschreibt ein Verfahren zum Bestimmen des Verschmutzungsgrades einer Anlage zur Abfüllung flüssiger Lebensmittel. Im Rahmen des Verfahrens wird eine Eigenschaftsverteilung eines ersten Untersuchungsmediums vor und nach dem Durchleiten durch die Anlage gemessen. Unter der Eigenschaftsverteilung werden beispielsweise die Eigenschaften von Partikeln im ersten Untersuchungsmedium verstanden. Zudem können auch die Farbe des Untersuchungsmediums, insbesondere mit den Partikeln darin, im Hinblick auf Lichtbrechung, Beugung und Absorption betrachtet werden.
EP 1 730 258 B1 beschreibt ein Reinigungs-, Desinfektions- und Indikatormittel zur Reinigung, Desinfektion und Prüfung der Reinheit von gewerblichen und industriellen Anlagen oder Anlagenteilen. Derartige Mittel haben das Ziel, eine Indikatorlösung zur Prüfung des Reinigungsfortschritts während der Zirkulation eines üblicherweise verwendeten Reinigungsmittels beizufügen, um dadurch den Reinigungsfortschritt möglicherweise auch quantitativ erfassen zu können. Bei anfänglich verunreinigten Anlagen wird die Intensität des von der Reinigungs-, Desinfektions- und Indikatorlösung emittierten Lichts im violetten Wellenlängenbereich zunächst abnehmen, und die Intensität des von der Reinigungs-, Desinfektions- und Indikatorlösung emittierten Lichts im grünen und gelben Wellenlängenbereich zunehmen. Je stärker die Farbe von der rein violetten Ausgangsfarbe abweicht, desto stärker war die Verschmutzung des Gesamtsystems. Bei starker Verschmutzung sind die Reinigung mittels einer neuen Menge an Reinigungs-, Desinfektions- und Indikatorlösung und daran anschließend eine erneute Beurteilung zu wiederholen. Eine gleichbleibende Intensität einer violetten Färbung der Reinigungs-, Desinfektions- und Indikatorlösung zeigt eine weitestgehend reine Anlage an. Um obige Farbreaktionen zu erzielen und zu beurteilen, wird ein wasserlösliches Permanganat in Kombination mit weiteren Oxidationsmitteln und pH-Puffersubstanzen eingesetzt.
EP 3 122 863 B1 beschreibt ein Verfahren zum Reinigen einer Anlage. Hier wird eine Reinigungszusammensetzung zum Oxidieren von Verunreinigungen durch die Anlage hindurchgeleitet, um den Reinheitszustand der Anlage durch Beobachten einer Farbveränderung der Indikatorzusammensetzung zu erfassen. Als Reinigungszusammensetzung ist in diesem Verfahren ebenfalls Permanganat als Farbindikator in Kombination mit Oxidationsmitteln geeignet. Zur Bewertung des Reinigungszustandes der Anlage wird der Farbwert der Zusammensetzung der eingeleiteten Lösung nach deren Austritt aus der Anlage in festgelegten zeitlichen Intervallen bestimmt. Darauf aufbauend wird jeweils die Differenz von zwei aufeinanderfolgenden Bestimmungen der Farbwerte gebildet. Erst wenn die Differenz der Farbwerte den Wert „Null“ annimmt, wird von einer reinen Anlage ausgegangen, die in Betrieb genommen werden kann.
Obige Reinigungssysteme setzen voraus, dass mögliche Verunreinigungen, von beispielsweise Flaschen oder Getränkeabfüllanlagen, in eine Reinigungslösung übergehen und dort erfasst werden können. Betrachtet man aber das Entfernen von Verschmutzung an hergestellten Bauteilen, dann führt eine Betrachtung von einem Farbumschlag einer umspülenden Lösung für derartige Bauteile nicht zum Ziel. Denn für eine erfolgreiche Weiterverarbeitung derartiger Bauteile ist nicht nur ein Entfernen der Verschmutzung sondern beispielsweise auch eine Reinigung von Bauteiloberflächen vorteilhaft.
Es ist daher die Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation bereitzustellen, bei dem nicht eine umspülende Reinigungsflüssigkeit sondern die Betrachtung des Werkstücks selbst zu einer Bewertungsaussage herangezogen werden soll.
Zusammenfassung der Erfindung
Die obige Aufgabe wird durch ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Des Weiteren offenbart zur Lösung der obigen Aufgabe der unabhängige Patentanspruch 8 eine Bewertungsanordnung. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen vorliegender Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, den begleitenden Zeichnungen und den anhängenden Patentansprüchen hervor.
Vorliegende Erfindung offenbart ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation, in der das Werkstück von einer oberflächlichen Verschmutzung zumindest teilweise befreit wird. Das Bewertungsverfahren weist die folgenden Schritte auf: Bestrahlen des Werkstücks mit einer Anregungsquelle, welche ein Anregungslicht eines Anregungswellenbereichs ausstrahlt, mit dem ein Fluoreszenzlicht der Verschmutzung des Werkstücks eines Wellenbereichs generierbar ist, Beleuchten des Werkstücks mit einer Darstellungsquelle und Aufnehmen einer Werkstückabbildung des beleuchteten Werkstücks, während oder nachdem das Werkstück mit der Anregungsquelle bestrahlt wird/worden ist, wobei die Darstellungsquelle ein Darstellungslicht in einem Darstellungswellenbereich ausstrahlt, und Auswerten der Werkstücksabbildung in Bezug auf einen Anteil abgebildeten Fluoreszenzlichts auf einer abgebildeten Werkstückgeometrie im Darstellungslicht, in der das Fluoreszenzlicht eine andere Farbe oder Wellenlänge als die abgebildete Werkstückgeometrie aufweist.
Während bekannte Reinigungsverfahren die Veränderung einer Reinigungsflüssigkeit während des Umspülens von zu reinigenden Werkstücken, wie beispielsweise Flaschen, auswerten, betrachtet das erfindungsgemäße Bewertungsverfahren die Verschmutzung an der Oberfläche des zu reinigenden Werkstücks selbst. Somit stellt vorzugsweise das erfindungsgemäße Bewertungsverfahren eine direkte Betrachtung des Reinigungszustands des Werkstücks bereit. Im Gegensatz dazu sind aus dem Stand der Technik indirekte Bewertungsverfahren bekannt, in denen eine Farbe einer Reinigungsflüssigkeit als Kriterium für den Reinigungszustand eines zu reinigenden Werkstücks herangezogen wird.
Um den Reinigungszustand eines Werkstücks während des Durchlaufs durch eine Reinigungsstation oder beim Austritt aus einer Reinigungsstation bewerten zu können, erfolgt bevorzugt eine optische Erkennung bzw. Sichtbarmachung noch auf dem Werkstück vorhandener Verschmutzung sowie der Werkstückgeometrie. Diese beiden parallel ablaufenden oder hintereinander ausgeführten optischen Betrachtungen bilden die Grundlage dafür, dass man eine noch vorhandene Verschmutzung bestimmten Teilen oder Abschnitten der Werkstückgeometrie zuordnen kann. Dies wiederum bildet den Ausgangspunkt für eine gezielte Anpassung der Reinigung in der Reinigungsstation, sodass bevorzugt die Reinigung in Abschnitten mit verbliebener Verschmutzung während eines Reinigungszyklus verstärkt wird. Ist das Reinigungsergebnis zufriedenstellend, resultiert daraus bevorzugt die Freigabe des Werkstücks zur weiteren Verarbeitung.
Um eine verbliebene Verschmutzung am Werkstück sichtbar zu machen, wird das Werkstück mit einem Anregungslicht eines Anregungswellenbereichs bestrahlt. Das Anregungslicht hat bevorzugt zur Folge, dass ein durch die Verschmutzung abgegebenes Fluoreszenzlicht aktiviert wird. Dieses Fluoreszenzlicht tritt an den Stellen der Werkstückgeometrie auf, an denen noch Reste der Verschmutzung vorhanden sind. Um diese Verschmutzung deutlich sichtbar zu machen, werden vorzugsweise die Werkstückgeometrie und die durch Fluoreszenzlicht erkennbare Verschmutzung in einer Dunkelkammer betrachtet.
Da in einer derartigen Dunkelkammer eine Werkstückgeometrie nicht erkennbar ist, erfolgt mit einer Darstellungsquelle die Beleuchtung des Werkstücks und eine Betrachtung der Werkstückgeometrie. Die Darstellungsquelle sendet ein Darstellungslicht in einem Darstellungswellenbereich aus, der das Fluoreszenzlicht nicht störend überlagert. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass der Wellenbereich des Darstellungslichts in der Verschmutzung auf dem Werkstück kein Fluoreszenzlicht aktiviert.
Es ist ebenfalls bevorzugt, dass der Wellenbereich des Fluoreszenzlichts nicht im Darstellungswellenbereich des Darstellungslichts enthalten ist. Auf diese Weise erfolgt eine optische Abbildung der Werkstückgeometrie sowie eine optische Abbildung des Fluoreszenzlichts abgegeben durch die Verschmutzung.
Zur Beurteilung bzw. zur Bewertung des Reinigungszustands des Werkstücks wird die optisch erfasste Werkstückgeometrie sowie die optisch erfasste Verschmutzung betrachtet, die durch das Fluoreszenzlicht auf der Werkstückgeometrie sichtbar ist. Aufgrund der Nutzung eines Darstellungswellenbereichs, der sich bevorzugt von dem Wellenbereich des Fluoreszenzlichts unterscheidet, werden die Werkstückgeometrie sowie die durch das Fluoreszenzlicht gekennzeichnete Verschmutzung in unterschiedlichen Farben dargestellt. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass eine optische Aufnahme der Werkstückoberfläche nach einem Durchlauf der Reinigungsstation durch einen Werker visuell ausgewertet werden kann. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Werkstückoberfläche mithilfe einer computergestützten Kamera erfasst und dann computergestützt ausgewertet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens überlappen sich nicht der Wellenbereich des Anregungslichts sowie der Wellenbereich des Darstellungslichts, sodass ein durch das Anregungslicht aktiviertes Fluoreszenzlicht einen anderen Wellenbereich als ein durch das Darstellungslicht aktiviertes Fluoreszenzlicht aufweist oder sodass das Darstellungslicht kein Fluoreszenzlicht in einer verbliebenen Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche erzeugt.
Im Rahmen vorliegender Erfindung wurde es als vorteilhaft erkannt, die unterschiedlichen verwendeten Lichtquellen derart zu konfigurieren, dass das von ihnen ausgesandte Licht aus unterschiedlichen bzw. zueinander beabstandeten Wellenlängenbereichen stammt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die durch das Anregungslicht auf die Verschmutzung übertragene Energie ein Fluoreszenzlicht aktiviert, welches durch das Darstellungslicht nicht aktivierbar ist. Denn das Darstellungslicht hat aufgrund seines unterschiedlichen Wellenlängenbereichs im Vergleich zum Anregungslicht einen anderen Energieeintrag in die möglicherweise verbliebene Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche. Selbst wenn das Darstellungslicht ausreichend Energie in die Verschmutzung einbringen könnte, um ein Fluoreszenzlicht zu erzeugen, dann würden andere Energiezustände aktiviert werden, die entsprechend ein Fluoreszenzlicht anderer Wellenlänge im Vergleich zu den durch das Anregungslicht aktivierten Fluoreszenzzuständen emittieren würden. Auf Grundlage dieser Konfiguration der unterschiedlichen Lichtquellen ist gewährleistet, dass in einer optischen Erfassung der bestrahlten Werkstückgeometrie der Anteil des durch die Verschmutzung ausgelösten Fluoreszenzlichts klar zuordenbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung umfasst das Anregungslicht ein UV-Licht im Anregungswellenbereich WB_A von 315 nm ≤ WB_A ≤ 380 nm und das Darstellungslicht zumindest polychromatisches oder monochromatisches Licht aus einem Wellenbereich WB_D von sichtbarem Licht im Bereich von 400 nm ≤ WB_D ≤ 780 nm.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung eine am Werkstück vorhandene Verschmutzung auf ein Anregungslicht im ultravioletten Strahlungsbereich mit der Abstrahlung von Fluoreszenzlicht reagiert. Entsprechend ist es nicht erforderlich, dass noch zusätzlich ein durch UV-Licht aktivierbarer Marker auf ein zu reinigendes Werkstück zur Sichtbarmachung von einem Verschmutzungsgrad aufgebracht wird. Ein aktivierbarer Marker ist dann bevorzugt, wenn die Verschmutzung selbst nicht auf die Einstrahlung von UV-Licht durch die Aktivierung von Fluoreszenzlichtzuständen reagiert.
In diesem Zusammenhang ist es zudem bevorzugt, dass der Wellenbereich WB_A des Anregungslichts sowie der Wellenbereich WB_D des Darstellungslichts derart eingestellt sind, dass sie sich nicht gegenseitig überlappen. Daher wird als Anregungswellenbereich vorzugsweise ultraviolettes Licht aus dem Wellenbereich von 315 nm ≤ WB_A ≤ 380 nm eingesetzt. Im Vergleich dazu nutzt man als Darstellungslicht zur Sichtbarmachung der Probengeometrie polychromatisches oder monochromatisches Licht aus dem Wellenbereich sichtbaren Lichts, dem der UV-Bereich nicht angehört.
Während polychromatisches Licht vorzugsweise die Überlagerung mehrerer Farben des sichtbaren Bereichs umfasst, kann hier bereits durch eine gezielte Auswahl definierter Farben ein auswertbarer Wellenlängenabstand zum Fluoreszenzlicht der Verschmutzung erzielt werden.
In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass monochromatisches Licht als Darstellungslicht eingesetzt wird. Monochromatisches Licht ist Licht nur einer Farbe, die vorzugsweise durch die Kombination einer Weißlichtquelle mit entsprechenden Filtern erzielt wird. Aufgrund der gezielten Konfiguration des Anregungslichts und des Darstellungslichts werden vorzugsweise Wellenbereiche im Lichtspektrum verwendet, die über einen oder mehrere Farbbereiche voneinander beabstandet sind. Dadurch ist gewährleistet, dass das auftretende Fluoreszenzlicht nicht überlagert und damit das Bewertungsergebnis verfälscht wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens ist der Wellenlängenbereich des Fluoreszenzlichts aus einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts, der nicht mit dem Wellenlängenbereich des Darstellungslichts überlappt, so dass Abbildungen aus Fluoreszenzlicht eindeutig der Verschmutzung des Werkstücks zuordenbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens sind folgende Schritte vorgesehen: Speichern der Werkstückabbildung in Form einer Mehrzahl digitaler Pixeldaten und Ermitteln aus der Mehrzahl digitaler Pixeldaten einen Anteil an Fluoreszenzlicht-Pixeln im Vergleich zu einem Anteil an Abbildungspixeln, die die Werkstückabbildung ohne Fluoreszenzlicht wiedergeben.
Aufgrund der Entwicklung von Computern, damit verbundenen bildverarbeitenden Systemen sowie entsprechender Softwareprogramme zur Auswertung, Bearbeitung und Beurteilung von Bilddateien ist es möglich, dass eine visuell erfasste Werkstückoberfläche, beispielsweise durch einen Werker, ebenfalls digital als eine Datei in einem Computer abgespeichert und ausgewertet werden kann. Derartige digitale Abbildungen werden mit einer optischen Kamera aufgenommen, die die erfassten Bildpunkte an einen Computer übermittelt. In der im Computer gespeicherten Bilddatei ist die Werkstückoberfläche mit eventuellen Fluoreszenzlichtpunkten in Form einer Mehrzahl von Pixeln abgespeichert, darstellbar und auswertbar.
Entsprechend der optischen Auflösung der aufnehmenden Kamera ist eine unterschiedliche Anzahl an Pixeln als Bildpunkte pro Flächeneinheit der betrachteten Werkstückoberfläche speicherbar, darstellbar und auswertbar.
Ein derartiger Bildpunkt, also ein Pixel, zeichnet sich durch eine Vielzahl von Pixeldaten aus. Zu diesen Pixeldaten gehören die Anteile der Grundfarben Rot, Grün und Blau, die Helligkeit sowie ein Wert für die Sättigung des abgebildeten Bildpunkts. Diese Pixeldaten lassen sich einzeln oder gemeinsam auswerten, um im Verhältnis zur Gesamtheit der Pixeldaten eine Bewertung anstellen zu können, wie viele Bildpunkte bzw. Pixel auf die Darstellung der Probengeometrie und wie viele Pixel oder Bildpunkte auf die Darstellung von Verschmutzung mithilfe des erfassten Fluoreszenzlichts entfallen. Da diese Anteile vorzugsweise erfassbar oder berechenbar sind, lassen sich ebenfalls Schwellenwerte definieren, die eine Aussage über den Reinigungszustand der betrachteten Werkstückoberfläche treffen.
Erreicht vorzugsweise eine Pixelmenge mit einem Fluoreszenzlichtanteil einen Anteil an der Gesamtzahl der Pixel zur Darstellung der Werkstückoberfläche von weniger als 2 %, dann könnte dies einen ausreichenden Reinigungszustand der Werkstückoberfläche repräsentieren. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls bevorzugt, dass man je nach Reinigungsanspruch an die Werkstückoberfläche diesen Schwellenwert einstellen kann. Ein weiteres bevorzugtes Beurteilungskriterium besteht darin, dass ein Pixelanteil mit Fluoreszenzlicht nach dem Abschluss von mindestens zwei Reinigungsdurchläufen unverändert bleibt oder vernachlässigbar geringe Veränderungen zeigt. Dies definiert ebenfalls bevorzugt ein Kriterium, nachdem eine weitere Reinigung des Werkstücks beendet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens umfasst ein weiterer Schritt Zugeben einer Markerflüssigkeit auf das Werkstück vor oder während des Durchlaufs durch die Reinigungsstation, sodass die Markerflüssigkeit das Werkstück benetzt.
Es hat sich gezeigt, dass nicht jede Verschmutzung durch die Einstrahlung von Anregungslicht aktiviert werden kann, so dass sie Fluoreszenzlicht aussendet. Zudem wurde in ausgewählten Fällen festgestellt, dass das durch das Anregungslicht erzeugte Fluoreszenzlicht nicht ausreichend ist, um den Reinigungszustand des Werkstücks zu beurteilen. Daher wurde gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegender Erfindung eine Markerflüssigkeit auf die zu reinigenden Werkstücke aufgebracht. Diese Markerflüssigkeit wird entweder vor dem Eintritt des Werkstücks in die Reinigungsstation oder während des Reinigungsverfahrens innerhalb der Reinigungsstation auf die Oberfläche des Werkstücks aufgetragen. Diese Markerflüssigkeit zeichnet sich dadurch aus, dass sie durch die Bestrahlung mit Anregungslicht in einen Zustand versetzt wird, der die Abgabe von Fluoreszenzlicht auszeichnet.
Bei der Durchführung des Bewertungsverfahrens geht man nun von der bevorzugten Annahme aus, dass die fluoreszierende Markerflüssigkeit innerhalb der Reinigungsstation in gleicher Weise von der Werkstückoberfläche abgereinigt wird, wie es für eine auf der Werkstückoberfläche vorhandene Verschmutzung der Fall ist. Basierend auf dieser Annahme repräsentiert ein Verbleib von Markerflüssigkeit auf der Werkstückoberfläche in gleicher Weise einen Verbleib von Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche. Daraus folgt die bevorzugte Annahme, dass das durch die Markerflüssigkeit abgegebene Fluoreszenzlicht einen Reinigungszustand der Werkstückoberfläche repräsentiert. Sollte nach dem Durchlauf der Reinigungsstation derartiges Fluoreszenzlicht nach Bestrahlung mit dem Anregungslicht nicht mehr auf der Werkstückoberfläche erkennbar sein, wurde die Markerflüssigkeit vollständig von der Werkstückoberfläche abgereinigt. Dies lässt erfindungsgemäß bevorzugt den Schluss zu, dass die auf der Werkstückoberfläche zunächst vorhandene Verschmutzung in gleicher Weise wie die Markerflüssigkeit von der Werkstückoberfläche abgereinigt worden ist, so dass ohne das Auftreten von Fluoreszenzlicht das Werkstück in einem zufriedenstellenden Reinigungszustand vorliegt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung werden je nach zu betrachtender Verschmutzung unterschiedliche Markerflüssigkeiten eingesetzt. Reagiert beispielsweise eine Markerflüssigkeit auf Ölrückstände auf der Werkstückoberfläche und eine andere Markerflüssigkeit auf verschmutzende Partikel aufgrund spanabtragender Verfahren, dann wird bevorzugt eine Mehrzahl von unterschiedlichen Markerflüssigkeiten in Kombination mit der Reinigungsstation eingesetzt.
Vorzugsweise wird daher ein ölaffiner Marker, bspw. als Flüssigkeit oder Pulver, bereits in die Bearbeitungsflüssigkeit eines Werkstücks gemischt. Diese Bearbeitungsflüssigkeit ist vorzugsweise ein Bearbeitungsöl, wie ein Bohr- oder Fräsöl. Dadurch wird der Marker bereits während der Bearbeitung auf der Oberfläche des Werkstücks verteilt. Alternativ dazu ist es ebenfalls bevorzugt, erst nach der Bearbeitung den ölaffinen Marker vor oder während der Reinigung dem Werkstück zuzuführen.
Für die Indikation des Entfernens einer weiteren Verschmutzung wird bevorzugt ein Marker mit anderer Farbfluoreszenz im Vergleich zu einem ebenfalls genutzten Marker verwendet. Dadurch ist bevorzugt eine getrennte Beurteilung der verschiedenen ablaufenden Reinigungsprozesse möglich. Daher ist es ebenfalls bevorzugt, einen wasseraffinen Marker zu verwenden, der eine andere Fluoreszenzfarbe als der ölaffine Marker. Sollten mehrere wasseraffine Marker im Rahmen der Reinigung verwendet werden, sind aus Gründen der Beurteilung unterschiedlicher Reinigungsergebnisse wasseraffine Marker mit unterscheidbarer Fluoreszenzfarbe bevorzugt.
Ebenfalls bevorzugt wird das Bewertungsverfahren eingesetzt, wenn das zu reinigende Werkstück durch Vibration und Luftströmung, nicht aber durch Wärme von Flüssigkeit befreit wird. Zeigen sich danach Abschnitte des Werkstücks mit Fluoreszenzlicht, welches eine Verschmutzung anzeigt, dann sind noch Restmengen der Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche vorhanden. Anhand der Intensität des Fluoreszenzlichts, die bevorzugt durch die Schmutzmenge und die flächenmäßige Verteilung des Schmutzes bestimmt ist, lässt sich beurteilen, ob das erzielte Reinigungsergebnis zufriedenstellend ist.
Nach absolviertem Reinigungsverfahren wird die Mehrzahl an Markerflüssigkeiten durch entsprechendes Anregungslicht gleichen Wellenlängenbereichs oder unterschiedlicher Wellenlängenbereiche für jeden Marker aktiviert, um mit entsprechendem Fluoreszenzlicht den Reinigungszustand der Werkstückoberfläche zu signalisieren. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass das durch die unterschiedlichen Marker abgegebene Fluoreszenzlicht unterschiedlichen Wellenlängenbereichen angehört. Entsprechend weist das Fluoreszenzlicht der unterschiedlichen Marker auch eine unterschiedliche Farbe auf. Dies bildet die Grundlage dafür, dass im Rahmen einer optischen Auswertung des Reinigungszustands beurteilt werden kann, welche Verschmutzungsrückstände noch auf der Werkstückoberfläche vorhanden sind. Somit signalisiert bevorzugt jeder Marker in seiner Wellenlänge oder seinem Wellenlängenbereich. Auf diese Weise können mehrere Marker aufgrund unterschiedlicher Farben detektiert werden. Da die jeweilige Farbe mit Schmutz oder Reiniger korreliert, können Aussagen zur Leistung des Reinigungsprozesses getroffen werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens sind folgende Schritte vorgesehen: Bewegen des gereinigten Werkstücks in eine Dunkelkammer, danach Bestrahlen des Werkstücks mit Schwarzlicht, so dass in der eventuell vorhandenen Verschmutzung des Werkstücks das Fluoreszenzlicht aktiviert wird, und danach Aufnehmen der Werkstückabbildung unter monochromatischem Licht als Darstellungslicht, welches den Wellenlängenbereich des Fluoreszenzlichts nicht überlappt.
Erfindungsgemäß bevorzugt wird nach dem Durchlauf der Reinigungsstation das Werkstück innerhalb einer Dunkelkammer optisch ausgewertet. In dieser Dunkelkammer wird zunächst mithilfe des Anregungslichts, in diesem Fall bevorzugt Schwarzlicht aus dem UV-Wellenlängenbereich, bestrahlt, um das Fluoreszenzlicht einer eventuell verbliebenen Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche zu aktivieren. Da vorzugsweise kein Umgebungslicht in die Dunkelkammer eindringt, wird das Fluoreszenzlicht auch nicht durch das Weißlicht aus der Atmosphäre überlagert. Dies stellt bevorzugt sicher, dass der Anteil des Fluoreszenzlichts zur Repräsentation des Anteils einer Verschmutzung auf der Werkstückoberfläche nicht verfälscht wird.
Um ebenfalls eine Verfälschung des Bewertungsergebnisses zu vermeiden, wird als Darstellungslicht für die Werkstückoberfläche monochromatisches Licht verwendet. Dieses monochromatische Licht ist basierend auf der Wahl seines Wellenlängenbereichs ausreichend von dem Wellenlängenbereich des Fluoreszenzlichts beabstandet. Dadurch findet keine Überlappung des Wellenlängenbereichs des Fluoreszenzlichts und des Wellenlängenbereichs des Darstellungslichts statt. Nichtsdestotrotz gewährleistet das monochromatische Darstellungslicht eine optische Abbildung der Probengeometrie. Innerhalb dieser optischen Abbildung der Probengeometrie ist eventuell auftretendes Fluoreszenzlicht als andersfarbige Punkte oder Flächen erkennbar. Die auf dieser Grundlage erzeugte optisch abbildbare Werkstückoberfläche wird vorzugsweise mit einer computergestützten optischen Kamera erfasst und nachfolgend durch entsprechende Software ausgewertet.
Vorliegende Erfindung offenbart zudem eine Bewertungsanordnung, mit der ein Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation bewertbar ist. Die Reinigungsstation zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkstück von einer oberflächlichen Verschmutzung zumindest teilweise befreit wird. Die erfindungsgemäße Bewertungsanordnung weist die folgenden Merkmale auf: eine Dunkelkammer, in die ein Werkstück aus der Reinigungsstation bewegbar ist, wobei in der Dunkelkammer zumindest eine Anregungsquelle, welche ein Anregungslicht eines Anregungswellenbereichs ausstrahlt, mit dem ein Fluoreszenzlicht der Verschmutzung des Werkstücks eines Wellenlängenbereichs generierbar ist, sowie eine Darstellungsquelle angeordnet sind, wobei die Darstellungsquelle ein Darstellungslicht in einem Darstellungswellenbereich ausstrahlt. Zudem enthält die Bewertungsanordnung eine computergestützt arbeitende optische Kamera, mit der das Werkstück unter Darstellungslicht aufnehmbar ist, sodass eine Werkstückabbildung aus einer Mehrzahl an digitalen Pixeldaten an einen Computer übermittelbar ist. Zudem umfasst die Bewertungsanordnung den Computer mit einer Software zur Bildauswertung, sodass aus der Mehrzahl digitaler Pixeldaten ein Anteil an Fluoreszenzlicht-Pixeln im Vergleich zu einem Anteil an Abbildungspixeln ermittelbar ist.
Figurenliste
Die bevorzugten Ausgestaltungen vorliegender Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Dunkelkammer zur Durchführung des Bewertungsverfahrens und
2 ein Flussdiagrammen einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewertungsverfahrens.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen vorliegender Erfindung
Verschiedenste Werkstücke werden durch spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Bohren, Fräsen, Drehen und dergleichen, hergestellt oder bearbeitet. Diese und ähnliche Bearbeitungsverfahren erfordern den Einsatz von Bearbeitungsmedien, die die stattfindenden Verfahren unterstützen. Hier handelt es sich beispielsweise um Öle, Kühlmittel, Konservierungsstoffe und ähnliche Medien.
Im Ergebnis liegen nach der Herstellung und/oder Bearbeitung die Werkstücke mit einer verunreinigten Werkstückoberfläche vor. Auf der Werkstückoberfläche befinden sich Späne, Rückstände der während der Bearbeitung eingesetzten Flüssigkeiten und andere Verunreinigungen, die aus der Umgebung auf das Werkstück treffen. Diese werden im Weiteren allgemein als Verschmutzung bezeichnet.
Zur Verarbeitung des Werkstücks, beispielsweise der Einbau eines Ventilstößels eines Einspritzventils im Motorblock, ist es erforderlich, die Verschmutzung von der Oberfläche des Werkstücks zu entfernen. Dazu durchläuft bevorzugt das Werkstück eine Reinigungsstation, die in Form eines Reinigungstunnels in EP 3 257 595 beschrieben ist. Entsprechend ist der Reinigungstunnel, der auch als Durchlaufreinigungsanlage bezeichnet wird, hierin durch Bezugnahme aufgenommen. Im Rahmen der Reinigungsstation werden vorzugsweise flüssige und/oder gasförmige Spülmedien, wie Reinigungsflüssigkeit, Wasser, warme und/oder kalte Luft, allein oder in Kombination mit Vibrationen des Werkstücks verwendet, um die Verschmutzung von der Oberfläche des Werkstücks zu entfernen.
Die auf der Oberfläche des Werkstücks vorhandene Verschmutzung zeichnet sich vorzugsweise dadurch aus, dass eine Bestrahlung mit einem Anregungslicht L_A eine Abgabe eines Fluoreszenzlichts L_F der Verschmutzung auslöst. Dies eröffnet die Möglichkeit, nach Abschluss eines Reinigungsverfahrens noch auf der Werkstückoberfläche verbliebene Verschmutzung optisch sichtbar zu machen.
Zu diesem Zweck ist es vorteilhaft, wenn äußere optische Einflüsse der Umgebung, wie beispielsweise Fremdlicht, Sonnenlicht oder Streulicht, nicht auf das Werkstück treffen. Entsprechend ist es bevorzugt, dass zu bestimmende Werkstück optisch abzuschirmen oder innerhalb einer Dunkelkammer zu untersuchen. Es ist ebenfalls bevorzugt, das im folgenden beschriebene Vorgehen in frei wählbarer Umgebung durchzuführen, solange die optischen Informationen wie beispielsweise das Fluoreszenzlicht und die Darstellung bzw. Aufnahme der Geometrie des Werkstücks auswertbar sind.
Beispielgebend für die Durchführung des Bewertungsverfahrens wird seine Anwendung in einer Dunkelkammer 10 beschrieben.
Das Werkstück wird nach einem Durchlauf der Reinigungsstation in die Dunkelkammer 10 bewegt. Diese Zufuhr erfolgt bevorzugt automatisch oder manuell.
In gleicher Weise ist es bevorzugt, die Dunkelkammer 10 oder einen optischen Prüfraum als abschließende Bearbeitungsstation in eine Reinigungsstation oder einen Reinigungstunnel zu integrieren. Als Folge dieser Anordnung wird das Werkstück nach der Reinigung in die Dunkelkammer 10 oder in den optischen Prüfraum überführt (Schritt S2), um die Reinigung zu bewerten.
Nachfolgend wird das Werkstück mit einem Anregungslicht L_A einer Anregungsquelle 20 bestrahlt (Schritt S3). Die Anregungsquelle 20 sendet das Anregungslicht L_A aus dem Wellenlängenbereich WB_A aus. Der Wellenlängenbereich WB_A ist so gewählt, dass in der Verschmutzung auf dem Werkstück Fluoreszenzzustände aktiviert werden. Das bedeutet, dass das Anregungslicht L_A eine passende Energiemenge auf die Verschmutzung überträgt, um eine spontane Emission von Fluoreszenzlicht L_F durch die Verschmutzung auszulösen (Schritt S4). Vorzugsweise hat das emittierte Fluoreszenzlicht L_F einen anderen Wellenlängenbereich WB_F oder eine andere Wellenlänge als das Anregungslicht L_A .
In diesem Zusammenhang ist es allgemein bekannt, dass das aktivierte Fluoreszenzlicht L_F aus einem anderen Wellenlängenbereich WB_F als das Anregungslicht L_A ist. Dieser Umstand stellt sicher, dass das Fluoreszenzlicht L_F nicht durch das Anregungslicht L_A überlagert und verändert wird.
Erfindungsgemäß bevorzugt markiert das aktivierte Fluoreszenzlicht L_F Rückstände der Verschmutzung auf der Oberfläche des Werkstücks. Entsprechend repräsentiert eine Verteilung des Fluoreszenzlichts L_F auf einer Werkstückoberfläche einen Reinigungszustand des Werkstücks.
Wurde die Oberfläche des Werkstücks vollständig von Verschmutzung befreit, wird kein Fluoreszenzlicht L_F nach der Bestrahlung mit Anregungslicht L_A auftreten.
Sollte noch Verschmutzung auf der Oberfläche des Werkstücks vorhanden sein, nimmt der Anteil abbildbaren oder erfassbaren Fluoreszenzlichts L_F mit zunehmender Verschmutzung auf der Oberfläche des Werkstücks zu. Der Marker und sein Fluoreszenzlicht sind bevorzugt spezifisch für eine vorliegende oder zu prüfende Verschmutzung. Daher lässt sich anhand der Farbe des erfassten Fluoreszenzlichts bestimmen, welche Verschmutzung oder Verschmutzungen bei mehreren Markern auf der Werkstückoberfläche vorhanden ist oder sind.
Zudem zeigt das auftretende Fluoreszenzlicht L_F bevorzugt an, an welchen Stellen der Geometrie des Werkstücks Verschmutzung vorhanden ist. Eine bevorzugte unterschiedliche Intensität des Fluoreszenzlichts L_F repräsentiert eine Menge an Verschmutzung, die an dieser Position auf der Oberfläche des Werkstücks vorhanden ist. Die Intensität des Fluoreszenzlichts wird bevorzugt durch die vorhandene Schmutzmenge an einer Stelle/in einem Flächenbereich - also entsprechend die vorhandene Markermenge - und/oder die flächenmäßige Verteilung der Markermenge auf der Werkstückoberfläche bestimmt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorliegender Erfindung wird vor oder während des Durchlaufs des Werkstücks durch die Reinigungsstation eine Markerflüssigkeit auf das Werkstück gegeben (Schritt S 1). Die Markerflüssigkeit ist mit dem Anregungslicht L_A der Anregungsquelle zum Emittieren des Fluoreszenzlichts L_F aktivierbar. Entsprechend erzeugt das Bestrahlen mit Anregungslicht L_A nach dem Reinigungsschritt eine Abstrahlung von Fluoreszenzlicht von Resten der Markerflüssigkeit auf der Oberfläche des Werkstücks. Diese Reste der Markerflüssigkeit sind trotz durchgeführter Reinigung auf der Oberfläche des Werkstücks vorhanden.
Vorzugsweise wird die Markerflüssigkeit eingesetzt, wenn die Verschmutzung des Werkstücks trotz Bestrahlung mit Anregungslicht L_A kein auswertbares Fluoreszenzsignal emittieren sollte. In diesem Fall wird vorzugsweise das Werkstück zusätzlich zur Verschmutzung der vorhergegangenen Bearbeitung des Werkstücks mit der Markerflüssigkeit verschmutzt. Vorzugsweise vermischt sich die Markerflüssigkeit mit der aus der Bearbeitung vorhandenen Verschmutzung.
Obiges Vorgehen basiert auf folgender Erfahrung. Die Markerflüssigkeit in ihrer Koexistenz zur Verschmutzung wird auf die gleiche Weise und mit der gleichen Intensität von der Oberfläche des Werkstücks während der Reinigung entfernt, wie die Verschmutzung. Daher ist der Verbleib von Markerflüssigkeit auf der Oberfläche des Werkstücks eine Referenz dafür, ob und an welchen Stellen des Werkstücks noch Verschmutzung vorhanden ist.
Da die Markerflüssigkeit auf die Bestrahlung mit Anregungslicht L_A Fluoreszenzlicht L_F emittiert, ist das Fluoreszenzlicht L_F eine Referenz für noch vorhandene Verschmutzung auf der Oberfläche des Werkstücks.
Als Markerflüssigkeit wird vorzugsweise WFS-82, ein grüner Fluoreszenzfarbstoff für wässrige Medien, oder FS-818SGB, ein Fluoreszenzfarbstoff für ölige Medien, verwendet. Es versteht sich, dass noch weitere Markerflüssigkeiten bekannt und nutzbar sind.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Werkstück vor dem Reinigen in die Markerflüssigkeit getaucht. Alternativ dazu wird am Eingang oder im Verlauf der Reinigungsstation die Markerflüssigkeit auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht, bspw. aufgesprüht. Weiterhin bevorzugt wird die Markerflüssigkeit einer genutzten Reinigungsflüssigkeit beigemischt.
Es ist bevorzugt, dass der oder die Marker in unterschiedlichen Aggregatzuständen vorliegen. Vorzugsweise wird der Marker in flüssiger Form genutzt. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist es bevorzugt, den Marker in Pulverform einer Bearbeitungsflüssigkeit und/oder einer Reinigungsflüssigkeit und/oder einer Konservierungsflüssigkeit beizumischen.
Nachdem das gereinigte Werkstück die Dunkelkammer erreicht hat, wird es mit dem Anregungslicht L_A bestrahlt (Schritt S3, siehe oben).
Vorzugsweise gleichzeitig oder kurz danach wird das Werkstück mithilfe einer Darstellungsquelle 30 mit Darstellungslicht L_D bestrahlt (Schritt S5). Das Darstellungslicht L_D dient der ausreichenden Ausleuchtung der Werkstückgeometrie, um diese mit einer optischen Kamera 40 bildlich aufnehmen zu können.
Das Darstellungslicht L_D umfasst Licht des Wellenbereichs WB_D . Vorzugsweise ist der Wellenlängenbereich WB_D ausreichend von dem Wellenlängenbereich WB_F des Fluoreszenzlichts L_F beabstandet. Dadurch ist gewährleistet, dass das Fluoreszenzlicht L_F nicht durch das Darstellungslicht L_D beeinflusst wird.
Zudem ist es bevorzugt, dass sich der Wellenlängenbereich WB_A des Anregungslichts L_A und der Wellenlängenbereich WB_D des Darstellungslichts L_D nicht überlappen, sodass ein durch das Anregungslicht L_A aktiviertes Fluoreszenzlicht L_F einen anderen Wellenbereichs WB_F als ein durch das Darstellungslicht L_D aktiviertes Fluoreszenzlicht L_F aufweist oder sodass das Darstellungslicht L_D kein Fluoreszenzlicht L_F erzeugt.
Vorzugsweise wird Schwarzlicht oder allgemein UV-Licht als Anregungslicht L_A für die Fluoreszenz der Verschmutzung verwendet. Ebenfalls bevorzugt wird das Werkstück mit polychromatischem oder monochromatischem Licht beleuchtet, um das Werkstück bildlich zu erfassen. Das polychromatische Licht umfasst gemäß einer Ausführungsform vorliegender Erfindung eine Mischung mehrerer Spektralfarben, deren Wellenlängenbereich deutlich vom Wellenlängenbereich WB_A des Anregungslichts L_A beabstandet ist.
Das Anregungslicht L_A ist vorzugsweise aus dem Wellenlängenbereich von 315 nm ≤ WB_A ≤ 380 nm - also UV-Licht. Das Darstellungslicht L_D ist vorzugsweise aus dem Wellenlängenbereich WB_D für sichtbares Licht mit 400 nm ≤ WB_D ≤ 780 nm. Weiter bevorzugt ist das Darstellungslicht L_D monochromatisches sichtbares Licht einer Spektralfarbe. Das monochromatische Licht ist bevorzugt ausreichend von der Wellenlänge des Fluoreszenzlichts L_F beabstandet, sodass die Fluoreszenzsignale nicht nachteilig durch das Darstellungslicht L_D überlagert werden.
Während das Fluoreszenzlicht L_F emittiert und das Werkstück mit Darstellungslicht L_D bestrahlt wird, wird das Werkstück optisch erfasst (Schritt S6). Das optische Erfassen erfolgt vorzugsweise mit einer optischen Kamera 40. In der Kamera 40 werden die optischen Signale in analoge oder digitale Signale umgewandelt und an einen Bildschirm (Schritt S7) oder an einen Computer übertragen (Schritt S8).
Werden das Werkstück und die erfassten Fluoreszenzsignale auf dem Bildschirm dargestellt (nicht gezeigt), kann ein visuelles Auswerten der Darstellung durch den Werker erfolgen (Schritt S9).
Erfolgt die Übermittlung an den Computer, findet im Computer bevorzugt softwaregestützt die automatische Auswertung der Bilddaten statt. Bekannter Weise wird das durch die optische Kamera erfasste Bild der Werkstückgeometrie im Computer als eine Mehrzahl von Pixeln abgespeichert. Die einzelnen Pixeldaten enthalten jeweils Angaben zu den Farben rot, gelb, blau, die Helligkeit und die Sättigung des erfassten Bildpunkts.
Die Geometrie des Werkstücks erscheint in der Farbe des bevorzugt verwendeten monochromatischen Darstellungslichts L_D . Das emittierte Fluoreszenzlicht L_F erscheint bevorzugt in einer anderen Farbe als das Darstellungslicht L_D . Aufgrund des bevorzugten Farbunterschieds sind die Anteile visuell durch den Werker am Bildschirm und/oder softwaregestützt durch den Computer erfassbar und auswertbar.
Vorzugsweise bestimmt der Computer den Anteil der Pixel, die ein Fluoreszenzlicht L_F wiedergeben. Zudem bestimmt der Computer den Anteil an Pixeln, die die Geometrie des Werkstücks ohne Fluoreszenzlicht L_F wiedergeben. Setzt man beide Anteile in ein Verhältnis zur Gesamtanzahl an Pixeln, die das Werkstück repräsentieren, lässt sich daraus der Grad der Verschmutzung nach der Reinigung bestimmen.
Ist entsprechend kein Pixel in Kombination mit Fluoreszenzlicht L_F erfassbar, bestätigt dies ein optimales Entfernen der Verschmutzung vom Werkstück.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Bewertungsverfahrens wird es verwendet, um vorzugsweise eine Benetzung einer Werkstückoberfläche mit einer Konservierungsflüssigkeit, wie beispielsweise Öl, zu bewerten.
Nach der Herstellung eines Werkstücks ist es häufig erforderlich, das Werkstück längere Zeit einzulagern oder zu transportieren. Während dieser Zeit ist das Werkstück beispielsweise unterschiedlichen klimatischen Bedingungen ausgesetzt, die unter anderem eine Korrosion hervorrufen können. Daher ist es zur Konservierung des Werkstücks erforderlich, seine Oberfläche mit einem schützenden Ölfilm zu versehen.
Aus der obigen Beschreibung geht hervor, dass sich Öl oder eine Konservierungsflüssigkeit allein oder in Kombination mit Markerflüssigkeit über emittiertes Fluoreszenzlicht nachweisen lässt. Entsprechend wird das Öl oder allgemein die Konservierungsflüssigkeit als Verschmutzung betrachtet und deren Verteilung auf der Oberfläche des Werkstücks nach obigem Verfahren erfasst.
Im Rahmen der Auswertung der Werkstückabbildung mit Fluoreszenzlicht-Anteil ist vorzugsweise maßgebend, ob im Vergleich zur Gesamtpixelzahl zur Werkstückdarstellung ein hoher Anteil an Pixeln das Vorhandensein von Fluoreszenzlicht L_F anzeigt. Das bedeutet, dass das Konservierungsmittel entsprechend dem Fluoreszenzlichtanteil große Teile der Oberfläche des Werkstücks und bevorzugt die gesamte Werkstückoberfläche benetzt.
Bezugszeichenliste

10: Dunkelkammer
20: Anregungsquelle
30: Darstellungsquelle
40: Kamera
50: Computer
60: Bildschirm
W: Werkstück
S1: optionales zugeben von Markerflüssigkeit
S2: Überführen des Werkstücks in die Dunkelkammer/in den optionalen Prüfraum
S3: Bestrahlen des Werkstücks mit Anregungslicht L_A
S4: Anregen von Fluoreszenzlicht L_F
S5: Bestrahlen mit Darstellungslicht L_D
S6: optisches Erfassen der Werkstückgeometrie mit Fluoreszenzsignalen
S7: Übertragung der Bildsignale an einen Bildschirm
S8: Übertragung der Bildsignale an einen Computer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006060204 A1 [0005]
DE 102011007309 A1 [0006]
EP 1730258 B1 [0007]
EP 3122863 B1 [0008]
EP 3257595 [0047]

Claims

Ein Bewertungsverfahren für einen Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation, in der das Werkstück von einer oberflächlichen Verschmutzung zumindest teilweise befreit wird, wobei das Bewertungsverfahren folgende Schritte aufweist: a. Bestrahlen (S3) des Werkstücks mit einer Anregungsquelle, welche ein Anregungslicht L_A eines Anregungswellenlängenbereichs WB_A ausstrahlt, mit dem ein Fluoreszenzlicht L_F der Verschmutzung des Werkstücks eines Wellenlängenbereichs WB_F generierbar ist, b. Beleuchten (S5) des Werkstücks mit einer Darstellungsquelle und Aufnehmen einer Werkstückabbildung des beleuchteten Werkstücks, nachdem das Werkstück mit der Anregungsquelle bestrahlt worden ist, wobei die Darstellungsquelle ein Darstellungslicht L_D in einem Darstellungswellenlängenbereich WB_D ausstrahlt, und c. Auswerten (S8, S9) der Werkstückabbildung in Bezug auf einen Anteil abgebildeten Fluoreszenzlichts auf einer abgebildeten Werkstückgeometrie im Darstellungslicht L_D, in der das Fluoreszenzlicht L_F eine andere Farbe als die abgebildete Werkstückgeometrie aufweist.
Bewertungsverfahren gemäß Patentanspruch 1, in dem sich der Wellenlängenbereich WB_A des Anregungslichts L_A und der Wellenlängenbereich WB_D des Darstellungslichts L_D nicht überlappen, sodass ein durch das Anregungslicht L_A aktiviertes Fluoreszenzlicht L_F einen anderen Wellenlängenbereich WB_F als ein durch das Darstellungslicht L_D aktiviertes Fluoreszenzlicht L_F aufweist oder sodass das Darstellungslicht L_D kein Fluoreszenzlicht L_F erzeugt.
Bewertungsverfahren gemäß Patentanspruch 1 oder 2, in dem das Anregungslicht L_A ein UV-Licht im Anregungswellenlängenbereich von 315 nm ≤ WB_A ≤ 380 nm und das Darstellungslicht L_D zumindest polychromatisches oder monochromatisches Licht aus einem Wellenlängenbereich WB_D von sichtbarem Licht im Bereich von 400 nm ≤ WB_D ≤ 780 nm umfasst.
Bewertungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, in dem der Wellenlängenbereich WB_F des Fluoreszenzlichts L_F aus einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts ist, der nicht mit dem Wellenlängenbereich WB_D des Darstellungslichts L_D überlappt, sodass Abbildungen aus Fluoreszenzlicht L_F eindeutig der Verschmutzung des Werkstücks zuordenbar sind.
Bewertungsverfahren gemäß Patentanspruch 4, mit den weiteren Schritten: Speichern (S7) der Werkstückabbildung in Form einer Mehrzahl digitaler Pixeldaten und Ermitteln (S9) aus der Mehrzahl digitaler Pixeldaten einen Anteil an Fluoreszenzlicht-Pixeln im Vergleich zu einem Anteil an Abbildungspixeln, die die Werkstückabbildung ohne Fluoreszenzlicht wiedergeben.
Bewertungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, das den weiteren Schritt umfasst: Zugeben (S1) einer Markerflüssigkeit auf das Werkstück vor oder während des Durchlaufs durch die Reinigungsstation, sodass die Markerflüssigkeit das Werkstück benetzt.
Bewertungsverfahren gemäß einem der vorhergehenden Patentansprüche, mit dem weiteren Schritt: Bewegen des gereinigten Werkstücks in eine Dunkelkammer (S2), danach Bestrahlen des Werkstücks mit Schwarzlicht, sodass in der eventuell vorhandenen Verschmutzung des Werkstücks das Fluoreszenzlicht aktiviert wird, und danach Aufnehmen der Werkstückabbildung unter monochromatischem Licht als Darstellungslicht L_D, welches den Wellenlängenbereich WB_F des Fluoreszenzlichts L_F nicht überlappt.
Eine Bewertungsanordnung, mit der ein Reinigungszustand eines Werkstücks während oder nach einem Durchlauf einer Reinigungsstation bewertbar ist, wobei in der Reinigungsstation das Werkstück von einer oberflächlichen Verschmutzung zumindest teilweise befreit wird und die Bewertungsanordnung die folgenden Merkmale aufweist: a. eine Dunkelkammer, in die ein Werkstück aus der Reinigungsstation bewegbar ist, b. in der Dunkelkammer sind zumindest eine Anregungsquelle, welche ein Anregungslicht L_A eines Anregungswellenlängenbereichs WB_A ausstrahlt, mit dem ein Fluoreszenzlicht L_F eines Wellenlängenbereichs WB_F der Verschmutzung des Werkstücks generierbar ist, sowie eine Darstellungsquelle angeordnet, wobei die Darstellungsquelle ein Darstellungslicht L_D in einem Darstellungswellenlängenbereich WB_D ausstrahlt, und c. eine computergestützt arbeitende optische Kamera, mit der das Werkstück unter Darstellungslicht L_D aufnehmbar ist, sodass eine Werkstückabbildung aus einer Mehrzahl an digitalen Pixeldaten an einen Computer übermittelbar ist, und d. der Computer mit einer Software zur Bildauswertung ausgestattet ist, sodass aus der Mehrzahl digitaler Pixeldaten ein Anteil an Fluoreszenzlicht-Pixeln im Vergleich zu einem Anteil an Abbildungspixeln ermittelbar ist.