DE102019209934A1

DE102019209934A1 - Elektronisches Gerät und Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102019209934A1
Application number: DE102019209934.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Friese; Fabian FUERST; Andre Martin
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: STELLANTIS AUTO SAS, FR
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-07-05
Publication date: 2021-01-07
Anticipated expiration: 2039-07-06
Also published as: DE102019209934B4

Abstract

Die vorliegende Entwicklung betrifft ein Verfahren und ein tragbares elektronisches Gerät zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks. Das tragbare elektronische Gerät umfasst dabei folgendes:- eine Kamera (34) zur Aufnahme eines Abbildes (12) des Werkstücks (1),- ein Display (32) zur Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12),- eine Datenschnittstelle (19) zum Empfangen eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes (18), welcher lokale Positionsdaten (14) zumindest eines Oberflächendefekts (16) des Werkstücks (1) enthält,- einen Prozessor (20), welcher dazu ausgebildet ist, auf Basis eines empfangenen Defektdatensatz (18) die lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) zu überlagern.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Entwicklung betrifft ein tragbares elektronisches Gerät sowie ein System und ein Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks. Daneben betrifft die Entwicklung ein Computerprogramm zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks mittels eines solchen Geräts, Systems bzw. Verfahrens.
Hintergrund
Systeme zur Detektion von Oberflächendefekten, insbesondere zur Detektion von Lackfehlern auf oder an Kraftfahrzeugkarosserien sind im Stand der Technik gemeinhin bekannt. So beschreibt beispielsweise die EP 3 388 781 A1 ein System und ein Verfahren zur Erkennung von Defekten mittels einer fotogrammetrischen Projektion.
Wenngleich mittels eines solchen Systems etwaige Lackfehler detektiert werden können ist es nach wie vor erforderlich, solche Lackfehler manuell zu beseitigen. Für den betreffenden Mitarbeiter der Fahrzeuglackierung ist es mitunter schwierig, die detektierten und ausbesserungsbedürftigen Lackfehler tatsächlich an der Karosserie aufzuspüren bzw. aufzufinden.
Es ist insoweit erstrebenswert, ein verbessertes System, insbesondere ein verbessertes elektronisches Gerät zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie bereitzustellen, wobei das System bzw. das Gerät eine besonders einfache und intuitive Kennzeichnung detektierter Oberflächendefekte für einen Menschen oder Mitarbeiter bereitstellen. Das Visualisierungssystem bzw. ein entsprechendes elektronisches Gerät soll möglichst einfach in ein bestehendes Produktionsumfeld für das Werkstück eingebunden werden können.
Vorteilhafte Ausgestaltungen
Diese Aufgabe wird mit einem tragbaren elektronische Gerät zur Visualisierung von Oberflächendefekten, einem System zur Visualisierung von Oberflächendefekten, einem Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten sowie mit einem Computerprogramm zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind dabei jeweils Gegenstand abhängiger Patentansprüche.
Insoweit ist ein tragbares elektronisches Gerät zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks vorgesehen. Das elektronische Gerät umfasst eine Kamera zur Aufnahme eines Abbildes des Werkstücks. Das elektronische Gerät umfasst ferner ein Display zur Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes. Das Gerät umfasst eine Datenschnittstelle zum Empfangen eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes. Der Defektdatensatz enthält lokale Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts des betreffenden Werkstücks. Das tragbare elektronische Gerät weist ferner einen Prozessor auf, welcher dazu ausgebildet ist, auf Basis eines empfangenden Defektdatensatzes die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes zu überlagern.
Auf diese Art und Weise können Positionsdaten eines Defektdatensatzes direkt in die Wiedergabe eines real aufgenommenen Abbildes des Werkstücks integriert bzw. mit der Wiedergabe überlagert werden. Ein mit der Beseitigung oder Reparatur des Oberflächendefekts beauftragter Mitarbeiter kann unter Zuhilfenahme des tragbaren elektronischen Gerät die bereits zuvor erfassten Oberflächendefekte des Werkstücks besonders einfach lokalisieren, nämlich indem er das tragbare elektronische Gerät bzw. dessen Kamera auf eine entsprechende, eine Oberflächendefekte aufweisende Stelle des Werkstücks richtet. Der Mitarbeiter muss fortan keine womöglich die Reparaturtätigkeit hindernde Virtual Reality Brille oder Augmented Reality Brille tragen, sondern er kann das tragbare elektronische Gerät stets mit sich führen und nur im Bedarfsfall, insbesondere zum Auffinden oder Lokalisieren eines oder mehrerer Oberflächendefekte am Werkstück das tragbare elektronische Gerät mit seiner Kamera auf das Werkstück richten.
Das tragbare elektronische Gerät zeichnet sich insbesondere durch eine kompakte, insbesondere durch eine flache und ebene Geometrie aus. Es weist ferner ein vergleichsweise geringes Gewicht auf, sodass das tragbare elektronische Gerät mühelos vom Mitarbeiter mitgeführt werden kann. Das geringe Gewicht und die vergleichsweise geringen Abmessungen stören die vom Mitarbeiter durchzuführende Reparatur- oder Ausbesserungstätigkeit nicht oder nur in einem geringen Maße.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist der Prozessor des tragbaren elektronischen Geräts dazu ausgebildet, die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts positionsgetreu in die Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes zu integrieren. Der Prozessor ist insbesondere dazu ausgebildet, die Position und/oder die Lage des Werkstücks in der Kameraaufnahme zu bestimmen und die lokalen Positionsdaten des Oberflächendefekts positionsgetreu in die Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes zu integrieren oder dementsprechend positionsgetreu mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes zu überlagern.
Der Prozessors ist insbesondere dazu ausgestaltet, die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts derart mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes zu kombinieren, dass die lokalen Positionsdaten des Oberflächendefekts quasi am Abbild des Werkstücks anhaften, sodass auch infolge einer Veränderung der Aufnahmeposition oder des Aufnahmewinkels relativ zum Werkstück die lokalen Positionsdaten, welche den Oberflächendefekt in der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes kennzeichnen, relativ zum wiedergegebenen Abbild des Werkstücks auf dem Display unverändert bleiben.
Der Prozessor ist insbesondere dazu ausgelegt beispielsweise ein lokales Koordinatensystem des Werkstücks zu generieren oder ein solches mit dem in der Aufnahme des Werkstücks identifizierten Werkstück zu verbinden. Der Defektdatensatz, insbesondere dessen lokale Positionsdaten geben typischerweise die Position von zuvor oder gesondert festgestellten Oberflächendefekten des Werkstücks in Bezug auf das lokale Koordinatensystem des Werkstücks an. Der Prozessor ist insbesondere dazu ausgebildet, die lokalen Positionsdaten, welche auf das lokale Koordinatensystem des Werkstücks referenziert oder bezogen sind in ein anhand der Aufnahme generiertes oder mit dem Werkstück virtuell verbundenes Koordinatensystem zu integrieren bzw. mit diesem zu überlagern.
Auf diese Art und Weise können die lokalen Positionsdaten, welche den zumindest einen oder welche mehrere Oberflächendefekte kennzeichnen, positionsgetreu in die Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes im Display des tragbaren elektronischen Geräts integriert bzw. zusammen mit aufgenommenen Abbild im Display wiedergegeben werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das tragbare elektronische Gerät eine Werkstückerkennung auf, welche mit der Kamera datentechnisch gekoppelt ist und welche dazu ausgebildet ist, auf Basis des aufgenommenen Abbildes des Werkstücks das Werkstück zu identifizieren. Die Werkstückerkennung kann in den Prozessor integriert sein. Sie kann als softwaretechnische Komponente und/oder als hardwaretechnische Komponente ausgestaltet sein und dementsprechend unmittelbar in den Prozessor integriert oder als separater elektronischer integrierter Schaltkreis, etwa als eigener Grafikprozessor implementiert sein. Die Werkstückerkennung ist dazu ausgebildet, die Signale der Kamera derart zu verarbeiten, dass die Position und/oder die Lage des Werkstücks relativ zum tragbaren elektronischen Gerät ermittelt wird.
Anhand der Werkstückerkennung kann insbesondere ein lokaler Bezugspunkt oder es können mehrere lokale Bezugspunkte des Werkstücks in der Aufnahme des Abbildes des Werkstücks identifiziert werden. Anhand solcher Bezugs- oder Referenzpunkte kann eine Überlagerung oder Kombination der faktisch vom Werkstück aufgenommenen Bilddaten mit den Positionsdaten des Defektdatensatzes erfolgen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist die Werkstückerkennung datentechnisch mit einem Speicher gekoppelt. Dieser enthält zumindest einen geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks. Der Konstruktionsdatensatz kann insbesondere Konstruktionsdaten, wie zum Beispiel CAD Daten des Werkstücks enthalten. Insoweit können entsprechende Konstruktionsdaten des an und für sich bekannten Werkstücks in einem Speicher des tragbaren elektronischen Geräts abgespeichert sein.
Anhand der Konstruktionsdaten kann eine besonders einfache, zugleich aber auch präzise Werkstückerkennung auf Basis des von der Kamera bereitgestellten Abbildes des Werkstücks erfolgen. Ferner kann die Wiedergabe des aufgenommenen Abbilds unter Ausnutzung und/oder unter Verwendung des zumindest einen geometrischen Konstruktionsdatensatzes des Werkstücks erfolgen. Dynamische Änderungen des Kamerasignals, welche zum Beispiel durch eine Bewegung des tragbaren elektronischen Geräts relativ zum Werkstück bedingt sind, können auf diese Art und Weise datentechnisch besonders einfach und/oder unter Minimierung eines Berechnungsaufwands im Display entsprechend dynamisch wiedergegeben werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung enthält der Speicher des tragbaren elektronischen Geräts mehrere geometrische Konstruktionsdatensätze einer Anzahl von Werkstücken. Der Speicher kann insbesondere für jedes Werkstück zumindest einen, gegebenenfalls auch mehrere geometrische Konstruktionsdatensätze aufweisen. Die Werkstückerkennung ist ferner dazu ausgebildet, auf Basis des von der Kamera bereitgestellten Abbildes des Werkstücks aus der Anzahl von im Speicher abgespeicherten geometrischen Konstruktionsdatensätzen einen mit dem Abbild korrespondierenden Konstruktionsdatensatz auszuwählen. Beispielsweise kann der Speicher mehrere Konstruktionsdatensätze unterschiedlicher Werkstücke, beispielsweise Konstruktionsdatensätze unterschiedlicher Kraftfahrzeugkarosserien enthalten oder aufweisen.
Anhand des von der Kamera bereitgestellten Abbildes kann zumindest derjenige der abgespeicherten geometrischen Konstruktionsdatensätze aus dem Speicher ausgewählt bzw. ausgelesen werden, welcher die größten Gemeinsamkeiten, mithin ein „Best-Match“ mit dem Abbild des Werkstücks aufweist.
Mittels der Werkstückerkennung kann das tragbare elektronische Gerät aus einer Vielzahl grundsätzlich verfügbarer Werkstücke denjenigen Konstruktionsdatensatz aus einer entsprechenden Anzahl von im Speicher hinterlegten Konstruktionsdatensätzen auswählen, welcher am ehesten dem tatsächlich mit der Kamera aufgenommenen Abbildes des Werkstücks entspricht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des tragbaren elektronischen Gerät ist der Prozessor dazu ausgebildet, die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts mit dem zumindest einen geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks zu kombinieren und/oder der Prozessor ist dazu ausgebildet, die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts in den Konstruktionsdatensatz des Werkstücks zu integrieren. Die Integration der lokalen Positionsdaten in den Konstruktionsdatensatz erfolgt hierbei lediglich temporär und einzig zum Zwecke der kombinierten Wiedergabe des Konstruktionsdatensatzes zusammen mit den lokalen Positionsdaten des Defektdatensatzes.
Mittels der Werkstückerkennung und der Bereitstellung eines Konstruktionsdatensatzes des Werkstücks kann die Überlagerung oder die Kombination der lokalen Positionsdaten, welche den Oberflächendefekt charakterisieren anhand und/oder auf Basis dieses zuvor hinterlegten Konstruktionsdatensatzes erfolgen. Insoweit kann das tragbare elektronische Gerät quasi ein virtuelles Abbild des Werkstücks aufweisen, welches mit virtuellen lokalen Positionsdaten des Defektdatensatzes kombiniert wird. Das virtuelle Abbild des Werkstücks, welches beispielsweise auf der Kombination der lokalen Positionsdaten des Oberflächendefekts und dem hinterlegten Konstruktionsdatensatz des Werkstücks beruht kann alsdann entweder alleine oder in Kombination mit einer Wiedergabe des mittels der Kamera aufgenommenen Abbilds des Werkstücks auf dem Display ausgegeben werden.
Die Präzision und die rechnergestützte Verarbeitung von Daten sowie die Kombination und/oder die Überlagerung von lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts mit dem Abbild des Werkstücks kann auf diese Art und Weise vereinfacht werden. Die Qualität der Wiedergabe und/oder die Qualität der Datenüberlagerung in oder auf dem Display kann hierdurch gesteigert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des tragbaren elektronischen Geräts ist der Prozessor dazu ausgebildet, den mit den lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts versehenen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks auf dem Display anzuzeigen. Der Konstruktionsdatensatz kann in der zuvor beschriebenen Art und Weise mit den Oberflächendefekten versehen sein. Diese können entweder mit dem Konstruktionsdatensatz kombiniert und/oder direkt in den Konstruktionsdatensatz integriert sein. Die Wiedergabe oder die Ausgabe des mit Positionsdaten der Oberflächendefekte versehenen Konstruktionsdatensatzes auf dem Display ermöglicht eine rechnergestützte vereinfachte Wiedergabe des Defektdatensatzes auf dem Display.
Es ist prinzipiell denkbar und möglich, dass allein der zuvor abgespeicherten Konstruktionsdatensatz zusammen mit den Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts auf dem Display angezeigt oder ausgegeben wird und dass das real vom Werkstück aufgenommenen Abbild zumindest temporär ausgeblendet bzw. nicht auf dem Display ausgegeben wird auf. Dies ermöglicht eine besonders präzise Kennzeichnung und/oder Wiedergabe der Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts auf dem Display des tragbaren elektronischen Geräts.
Nach einer weiteren Ausgestaltung weist das elektronische Gerät zumindest einen Beschleunigungs- und/oder Positionssensor auf. Mittels jenes Sensors kann die Position und/oder die Ausrichtung des tragbaren elektronischen Geräts relativ zum Werkstück bestimmt werden. Der Prozessor ist dabei dazu ausgebildet, auf Basis von vom betreffenden Beschleunigungs- und/oder Positionssensor bereitgestellten Positions- und/oder Beschleunigungsdaten die Wiedergabe des Abbildes und der lokalen Positionsdaten auf dem Display dynamisch anzupassen.
Beispielsweise kann mittels des Sensors die Ausrichtung, die Position und/oder die Neigung des Displays im stationären und unveränderlichen Gravitationsfeld bestimmt werden. Auf Basis der Sensorsignale kann beispielsweise die Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes auf dem Display insbesondere an die momentane Lage und/oder Ausrichtung des Displays angepasst werden. Dementsprechend kann auch auf Basis der bereitgestellten Positions- und/oder Beschleunigungsdaten der mit den lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts versehene Konstruktionsdatensatz dynamisch angepasst auf dem Display wiedergegeben werden. Die Kamera und/oder die Wiedergabe des Abbildes des Werkstücks kann hierbei zumindest zeitweise deaktiviert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das tragbare elektronische Gerät als Tablett Computer mit einer drahtlosen Datenschnittstelle ausgebildet. Der Speicher des tragbaren elektronischen Geräts kann im tragbaren elektronischen Gerät angeordnet bzw. dort lokal implementiert sein. Nach einer weiteren Ausführungsform kann das tragbare elektronische Gerät auch über die drahtlose Datenschnittstelle auf einen außerhalb des elektronischen Geräts liegenden elektronischen Speicher zugreifen.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ein System zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks. Das System umfasst dabei eine Defekterkennungseinheit zur Ermittlung oder Bereitstellung von lokalen Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts des Werkstücks in einem werkstückspezifischen Datensatz. Die Defekterkennungseinheit kann insbesondere eine Scaneinrichtung, bzw. einen oder mehrere optische Scanner aufweisen, mittels derer eine Oberfläche, insbesondere eine Außenoberfläche des Werkstücks abgescannt wird und mittels derer etwaige Oberflächendefekte, insbesondere Lackfehler der Außenoberfläche des Werkstücks, etwa einer Kraftfahrzeugkarosserie hinsichtlich ihrer Position, Beschaffenheit und/oder Größe datentechnisch erfasst und im werkstückspezifischen Defektdatensatz abgespeichert werden.
Das System umfasst ferner ein zuvor beschriebenes tragbares elektronisches Gerät. Dessen Datenschnittstelle ist mit der Defekterkennungseinheit zum Empfangen des werkstückspezifischen Defektdatensatzes datentechnisch koppelbar. Das tragbare elektronische Gerät kann permanent oder auch nur temporär, d.h. zeitweise mit seiner Datenschnittstelle mit einer hiermit korrespondierenden Datenschnittstelle der Defekterkennungseinheit datentechnisch gekoppelt sein. Ist ein werkstückspezifischer Defektdatensatz beispielsweise lokal an das tragbare elektronische Gerät übertragen kann eine datentechnische Kopplung zwischen dem tragbaren elektronischen Gerät und der Defekterkennungseinheit zumindest temporär unterbrochen oder auch deaktiviert werden.
Die Defekterkennungseinheit kann auch lediglich zur Bereitstellung anderweitig ermittelter werkstückspezifischer Defektdatensätze ausgebildet sein. Die Fähigkeit, lokale Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts des Werkstücks selbsttätig zu ermitteln ist bei solchen Ausgestaltungen der Defekterkennungseinheit lediglich optional vorgesehen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung ist das Werkstück eine Kraftfahrzeugkarosserie. insoweit ist das System zur Visualisierung von Oberflächendefekten einer Kraftfahrzeugkarosserie ausgestaltet. Nach einer weiteren Ausgestaltung handelt es sich bei den Oberflächendefekten um Lackfehler des Werkstücks, mithin um Lackfehler der Kraftfahrzeugkarosserie.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die Offenbarung ferner ein Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks auf einem tragbaren elektronischen Gerät. Bei dem tragbaren elektronischen Gerät kann es sich um ein zuvor beschriebenes tragbares elektronisches Gerät handeln. Insoweit ist das zuvor beschriebene tragbare elektronische Gerät zur Ausführung bzw. Durchführung des hier vorgesehenen Verfahrens zur Visualisierung von Oberflächendefekten vorgesehen und ausgebildet.
Ein zur Durchführung des Verfahrens grundsätzlich erforderliches tragbares elektronisches Gerät weist zumindest eine Kamera zur Aufnahme eines Abbildes des Werkstücks und ein Display zur Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes auf. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte des Aufnehmens des Abbildes des Werkstücks, und den Schritt des Empfangens eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes, beispielsweise von einer Defekterkennungseinheit und/oder von einer entsprechenden Datensätze bereitstellenden Datenbank, etwa über ein Computernetzwerk. Der Defektdatensatz enthält lokale Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts des Werkstücks.
In einem weiteren Schritt sieht das Verfahren ein Überlagern von lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts mit dem aufgenommenen Abbild des Werkstücks vor. Die mit dem aufgenommenen Abbild überlagerten lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts werden anschließend bzw. möglichst instantan und ohne nennenswerten Zeitverzug auf dem Display des tragbaren elektronischen Geräts wiedergegeben. Das zuvor beschriebene tragbare elektronische Gerät dient der Ausführung bzw. Umsetzung des Verfahrens. Insoweit gelten sämtliche im Hinblick auf das tragbare elektronische Gerät und/oder im Hinblick auf das zuvor beschriebene System beschriebenen Merkmale und Vorteile in gleicher Art und Weise auch für das Verfahren; und umgekehrt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird mittels einer mit der Kamera datentechnisch gekoppelten Werkstückerkennung das Werkstück auf Basis des aufgenommenen Abbildes identifiziert. Auf diese Art und Weise kann das Verfahren eine selbsttätige Werkstückerkennung bereitstellen, wenn das betreffende Werkstück in den Aufnahmebereich der Kamera gelangt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird ein geometrischer Konstruktionsdatensatz auf Basis des aufgenommenen Abbildes in einem Speicher oder aus einem Speicher ausgewählt. Die lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts werden mit dem ausgewählten geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks kombiniert oder in diesen zumindest temporär integriert. Eine Kombination oder Integration der lokalen Positionsdaten mit den oder in die aus dem Speicher ausgelesenen Konstruktionsdatensätzen ermöglicht eine besonders einfache Kombination oder Überlagerung von Oberflächendefekten mit der an und für sich bekannten Geometrie des Werkstücks. Eine derartige Kombination oder Integration lässt sich besonders einfach auf oder an dem Display des tragbaren elektronischen Geräts wiedergeben. Ein Rechenaufwand und der Stromverbrauch des elektronischen Geräts kann dabei verringert werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird der mit den lokalen Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekts versehene Konstruktionsdatensatz auf dem Display des tragbaren elektronischen Geräts wiedergegeben. Die kombinierte Wiedergabe von zuvor abgespeicherten bzw. aus einem Speicher ausgelesenen Konstruktionsdatensätzen in Kombination mit lokalen Positionsdaten, die von einer Defekterkennungseinheit bereitgestellt werden, ermöglicht eine besonders einfache, zugleich aber auch präzise Wiedergabe und Kennzeichnung von Oberflächendefekten des Werkstücks auf oder in dem Display des tragbaren elektronischen Geräts.
Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Offenbarung ferner ein Computerprogramm zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks mittels eines tragbaren elektronischen Geräts. Das Computerprogramm ist insbesondere in einem zuvor beschriebenen tragbaren elektronischen Gerät, etwa in einer Tablett Computer implementierbar. Ferner ist das Computerprogramm, wenn es im Prozessor des tragbaren elektronischen Geräts abläuft zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens zur Visualisierung von Oberflächendefekten des Werkstücks auf dem elektronischen Gerät ausgebildet. Insoweit gelten sämtliche Merkmale, Vorteile und Wirkungen, welche zuvor im Zusammenhang mit dem tragbaren elektronischen Gerät, mit dem System und mit dem Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten des Werkstücks beschrieben wurden, gleichermaßen auch für das Computerprogramm; und umgekehrt.
Das Computerprogramm, wenn es im Prozessor des tragbaren elektronischen Geräts abläuft ist zur Durchführung des Aufnehmens eines Abbildes des Werkstücks ausgebildet. Das Computerprogramm ist ferner dazu ausgestaltet, einen werkstückspezifischen Defektdatensatz, welcher lokale Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts des Werkstücks enthält zu empfangen. Das Computerprogramm ist ferner dazu ausgebildet, lokale Positionsdaten des zumindest einen Oberflächendefekten mit dem aufgenommenen Abbild des Werkstücks zu überlagern oder hiermit zu kombinieren und schließlich das aufgenommene Abbild in oder auf dem Display zusammen mit den überlagerten lokalen Positionsdaten des zumindest ersten Oberflächendefekts auf dem Display wiederzugeben.
Figurenliste
Weitere Ziele, Merkmale sowie Vorteile der Systems, des Verfahren und des Computerprogramm werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Defekterkennungseinheit,
2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Systems zur Visualisierung von Oberflächendefekten auf einem Werkstück,
3 ein Blockschaltbild des Systems zur Visualisierung von Oberflächendefekten,
4 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Visualisierung von Oberflächendefekten auf einem Werkstück und
5 eine schematische Darstellung des mobilen elektronischen Geräts zur Anzeige von Oberflächendefekten des Werkstücks.

Detaillierte Beschreibung
1 zeigt schematisch ein Defekterkennungssystem 15, das in der Kfz-Fertigung zur Erkennung von Lackfehlern an Werkstücken 1, bspw. an Fahrzeugkarosserien 2 eingesetzt wird, die mittels einer Fördereinrichtung 5 gefördert aus einer nicht dargestellten, an sich bekannten Lackieranlage kommen. Die Fahrzeugkarosserien 2 werden von der Fördereinrichtung 5 entlang einer Förderstrecke 6 in einer längserstreckten Förderrichtung 7 durch eine Scaneinrichtung 3 hindurchtransportiert, die ein mit diversen Kameras 4 bestücktes Portal 8 umfasst.
Die Kameras 4 sind auf einen Innenraum des Portals 8 ausgerichtet, um die Außenflächen der hindurchtransportierten Werkstücke 1 zu erfassen. Eine an die Kameras 4 angeschlossene Bildauswertungseinheit analysiert die von den Kameras 4 gelieferten Bilder und generiert zu jedem Werkstück 1, welches das Portal 8 durchläuft, einen Datensatz, der eine individuelle Kennung des Werkstücks, bzw. der Kraftfahrzeugkarosserie 2 sowie ggf. Orte an der Karosserie 2, an denen ein Lackierungsfehler erkannt worden ist, und ggf. Angaben zur Beschaffenheit des Lackierungsfehlers enthält.
Die so erhaltenen Defektdatensätze 18 werden in einer Datenbank 22 hinterlegt.
Die in 1 dargestellt Defekterkennungseinheit 15 dient allein der Ermittlung von Oberflächendefekten 16 auf oder an dem Werkstück 1, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie 2. Die Defekterkennungseinheit 15 kann einem in 2 schematisch dargestellte System 10 zur Visualisierung von Oberflächendefekten 16 vorgelagert angeordnet sein. Die Defekterkennungseinheit 15 kann aber auch vollkommen separat von dem in 2 gezeigten System 10 zur Visualisierung von Oberflächendefekten 16 auf einem Werkstück 1 ausgestaltet sein. Mittels der Defekterkennungseinheit 15 können für jedes der Werkstücke 1 bzw. für jede der bereitgestellten Kraftfahrzeugkarosserien 2 jeweils individuell ein Defektdatensatz 18 erstellt werden, der die mittels der Defekterkennungseinheit 15 ermittelten Defekte 16 enthält.
Die mittels der Defekterkennungseinheit 15 aufgenommen Oberflächendefekte 16 sind in der Datenbank 22 hinterlegt.
Das in 2 schematisch gezeigte System 10 zur Visualisierung von Oberflächendefekten 16 eines Werkstücks 1, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie 2 weist eine Defekterkennungseinheit 15 auf, die in Fig. ein beispielhaft dargestellt ist. Das System 10 umfasst ferner ein in 2 stark vereinfacht und miniaturisierte wiedergegebene tragbares elektronisches Gerät 30, welches in 5 etwas größer dargestellt ist.
Ferner ist in 3 ein Blockschaltbild des elektronischen Gerät 30 wiedergegeben. Das elektronische Gerät 30 weist ein Gehäuse 31 auf. Das elektronische Gerät 30 weist an einer Seite des Gehäuses 31 ein Display 32, insbesondere ein elektronisches Display auf. Das Display kann als hochauflösendes zweidimensionales Display ausgestaltet sein. Das Display kann insbesondere als Plasma Display, als LCD Display oder als LED Display, insbesondere auch als OLED Display ausgestaltet sein. Das tragbare elektronische Gerät 30 kann insbesondere als Tablett-Computer 33 ausgestaltet sein.
Das tragbare elektronische Gerät 30 weist insbesondere eine Kamera 34 auf, mit welcher eine Aufnahme eines Abbildes 12 des Werkstücks 1, insbesondere einer Kraftfahrzeugkarosserie 2 auf dem Display 32 wiedergegeben werden kann. Das elektronische Gerät 30 umfasst ferner einen Prozessor 20. Bei den Prozessor 20 kann es sich um einen Grafikprozessor handeln. Der Prozessor 20 ist einerseits mit der Kamera 34 gekoppelt. Der Prozessor 20 ist andererseits mit dem Display 32 datentechnisch gekoppelt. Mittels des Prozessors 20 kann das von der Kamera 34 aufgenommene Abbild 12 unverfälscht und/oder auch grafisch auf dem Display 32 ausgegeben werden.
Das tragbare elektronische Gerät 30 umfasst ferner eine Datenschnittstelle 19. Die Datenschnittstelle 19 ist ebenfalls datentechnisch mit dem Prozessor 20 gekoppelt. Mittels der Datenschnittstelle 19 können etwa mittels der Defekterkennungseinheit 15 generierte Defektdatensätze 18 an das tragbare elektronische Gerät 30 übertragen werden. Zumindest ein Defektdatensatz 18 oder mehrere Defektdatensätze 18 können in einem lokalen Speicher des Prozessors 20 oder in einem anderweitig vorhandenen Speicher 36 des elektronischen Geräts 30 lokal abgespeichert werden.
Die Datenschnittstelle 19 kann insbesondere als drahtlose Datenschnittstelle 19, bzw. als Funkschnittstelle ausgestaltet sein. Sie kann entweder direkt mit der Defekterkennungseinheit 15 oder mit einer Datenbank 22 datentechnisch bzw. datenübertragend kommunizieren, in welcher entsprechende individuelle werkstückspezifische Defektdatensätze 18 abgespeichert sind. Die Defekterkennungseinheit 15 kann ebenfalls mit der Datenbank 22 kommunizieren, um beispielsweise einzelne Defektdatensätze in 18 in der Datenbank 22 zu speichern. Die Datenbank 22 kann lokal im Bereich des hier beschriebenen Systems 10 zur Visualisierung von Oberflächendefekten angeordnet sein. Sie kann sich aber auch Remote an einem völlig anderen Ort befinden. Sie kann über ein Datennetzwerk 24 zugänglich sein.
Mittels der Datenschnittstelle 19 wird dem Prozessor 20 ein mittels der Defekterkennungseinheit 15 generierter werkstückspezifischer Defektdatensatz 18 bereitgestellt. Der Defektdatensatz 18 enthält lokale Positionsdaten 14 zumindest eines Oberflächendefekts 16 des Werkstücks 1.
Der Prozessor 20 ist dazu ausgebildet, auf Basis des empfangenen Defektdatensatzes 18 die lokalen Positionsdaten 14 des zumindest einen Oberflächendefekts 16 mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes 12 zu überlagern. Die lokalen Positionsdaten 14, welche die Position des Oberflächendefekts 16 kennzeichnen wird in Form einer Kennzeichnung 17 auf dem Display 32 des tragbaren elektronischen Geräts 30 wiedergegeben. Insbesondere können die Positionsdaten 14 bzw. die hierauf beruhende Kennzeichnung 17 auf dem Display 32 visuell gegenüber der Darstellung des Abbildes 12 des Werkstücks 1 hervorgehoben sein.
Die Kennzeichnung 17 kann eine andere Farbe als das Abbild 12 des Werkstücks 1 aufweisen. Die Kennzeichnung 17 kann sich ferner durch dynamische Effekte gegenüber einem stationär dargestellten Abbild 12 auszeichnen. Umgekehrt ist denkbar, dass das Abbild 12 des Werkstücks lediglich temporär oder zeitlich alternierend auf dem Display 32 wiedergegeben wird, wohingegen die Kennzeichnung 17 permanent auf dem Display 32 wiedergegeben wird.
Ferner kann sich die Kennzeichnung 17 im Hinblick auf ihre Helligkeit oder im Hinblick auf einen Kontrast von der Darstellung des Abbilds 12 auf dem Display 32 unterscheiden.
Das tragbare elektronische Gerät 30 weist ferner eine Werkstückerkennung 35 auf, die datentechnisch mit der Kamera 34 und/oder die datentechnisch mit dem Prozessor 20 gekoppelt ist. Mittels der Werkstückerkennung 35 kann auf Basis der von der Kamera 34 aufgenommenen Daten die Position und/oder die Ausrichtung des Werkstücks 1 im Kamerabild bestimmt werden.
Optional weist das elektronische Gerät 30 einen mit der Werkstückerkennung 35 datentechnisch gekoppelten Speicher 36 auf. In dem Speicher 36 ist zumindest ein geometrischer Konstruktionsdatensatz des Werkstücks 1 enthalten oder hierin abgespeichert. Bei dem Konstruktionsdatensatz kann es sich um bekannte CAD Daten des jeweils betreffenden Werkstücks 1 handeln. Die Werkstückerkennung 35 kann dabei auch in den Prozessor 20 integriert sein. Die Werkstückerkennung kann eine vollautomatische Erkennung des betreffenden Werkstücktyps bereitstellen. Mithin kann die Werkstückerkennung 35 aus einer Anzahl von im Speicher 36 hinterlegter Konstruktionsdatensätze denjenigen Konstruktionsdatensatz auswählen, welcher die größten Gemeinsamkeiten mit dem von der Kamera 34 aufgenommenen Abbild 12 des Werkstücks 1 aufweist.
Des Weiteren kann das Werkstück aber auch mit einer gesonderten Kennzeichnung versehen sein, die von der Kamera aufgenommen und die beispielsweise mittels einer Bilderkennung eine Identifizierung des an und für sich bekannten Werkstücks 1 ermöglicht. Die lokalen Positionsdaten 14, die aus dem werkstückspezifischen Defektdatensatz 18 ausgelesen oder extrahiert werden, können mittels der Werkstückerkennung 35 und/oder mittels des Prozessors 20 mit den geometrischen Konstruktionsdaten des Werkstücks 1 kombiniert oder in diese zumindest temporär integriert werden.
Das elektronische Gerät 30 kann optional einen Beschleunigungs- und/oder Positionssensor 38 aufweisen. Dieser ist ebenfalls datentechnisch mit dem Prozessor 20 gekoppelt. Anhand der vom Sensor 38 bereitgestellten Beschleunigungs- und/oder Positionsdaten kann ein momentaner Bewegungszustand und/oder die Position des tragbaren elektronischen Geräts 30 relativ zum Werkstück 1 bestimmt werden. Entsprechend der Positions- und/oder Beschleunigungsdaten des Sensors 38 kann die Wiedergabe des Abbildes 12 und der hiermit kombinierten Oberflächendefekte 16 bzw. der konkret mit dem Abbild 12 kombinierten oder hiermit überlagerten Positionsdaten 14 der Oberflächendefekte 16 stets aktualisiert, mithin dynamisch angepasst werden.
In 4 ist schließlich ein Flussdiagramm des Verfahrens zur Visualisierung von Oberflächendefekten des Werkstücks 1 dargestellt. In einem ersten Schritt 100 wird mittels der Kamera 34 des elektronischen Geräts 30 ein Abbild 12 des Werkstücks 1 aufgenommen. In einem nachfolgenden Schritt 102, welcher zeitig auch vor dem Schritt 100 liegen kann wie mit zumindest ein werkstückspezifischer Defektdatensatz 18 entweder direkt von der Defekterkennungseinheit 15 oder aber von einer Datenbank 22 empfangen. Aus den empfangenen oder anderweitig bereitgestellten Defektdatensatz 18 werden im nachfolgenden Schritt 104 lokale Positionsdaten zumindest eines Oberflächendefekts 16 extrahiert und mit dem aufgenommenen Abbild 12 des Werkstücks 1 überlagert. Schließlich wird die Überlagerung des aufgenommenen Abbildes 12 mit den Positionsdaten 14 des zumindest einen Oberflächendefekt1 16 im Schritt 106 auf dem Display 32 des tragbaren elektronischen Geräts 30 wiedergegeben.
Ein mit der Ausbesserung oder Beseitigung von Oberflächendefekten 16 beauftragter Mitarbeiter 11 kann mit dem elektronischen Gerät 30 ausgestattet entsprechende Arbeiten an der z.B. mittels der Fördereinrichtung 5 bewegten Kraftfahrzeugkarosserie 2 durchführen. Entlang der Förderstrecke 6 können hier mehrere Bearbeitungsbereiche 50, 52 hintereinander bzw. aneinander angrenzend in Förderrichtung 7 angeordnet sein. In einem ersten Bearbeitungsbereich 50 kann das Werkstück 1, insbesondere die Kraftfahrzeugkarosserie 2 an ihren gegenüberliegenden, so etwa linken und rechten Außenseiten bearbeitet bzw. ausgebessert werden. Im Bearbeitungsbereich 52 kann insbesondere die Oberseite bzw. der Dachbereich der Kraftfahrzeugkarosserie 2 bearbeitet werden.
Die dargestellten Ausführungsformen zeigen lediglich mögliche Ausgestaltung der Entwicklung zu welcher weitere zahlreiche Varianten denkbar und im Rahmen der Entwicklung sind. Die exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiele sind in keiner Weise hinsichtlich des Umfangs, der Anwendbarkeit oder der Konfigurationsmöglichkeiten der Entwicklung als einschränkend auszulegen. Die vorliegende Beschreibung zeigt dem Fachmann lediglich eine mögliche Implementierung eines Ausführungsbeispiels auf. So können an der Funktion und Anordnung von beschriebenen Elementen vielfältigste Modifikationen vorgenommen werden, ohne hierbei den durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Schutzbereich oder dessen Äquivalente zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Werkstück
2: Kraftfahrzeugkarosserie
3: Scaneinrichtung
4: Kamera
5: Fördereinrichtung
6: Förderstrecke
7: Förderrichtung
8: Portal
10: System zur Visualisierung von Oberflächendefekten
11: Mitarbeiter
12: Abbild
14: lokale Positonsdaten
15: Defekterkennungseinheit
16: Oberflächendefekt
17: Kennzeichnung
18: Defektdatensatz
19: Datenschnittstelle
20: Prozessor
22: Datenbank
24: Server/Cloud
30: elektronisches Gerät
31: Gehäuse
32: Display
33: Tablett-Computer
34: Kamera
35: Werkstückerkennung
36: Speicher
38: Beschleunigungs- und/oder Positionssensor
50: Bearbeitungsbereich
52: Bearbeitungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3388781 A1 [0002]

Claims

Tragbares elektronisches Gerät zur Visualisierung von Oberflächendefekten (16) eines Werkstück (1), wobei das elektronische Gerät folgendes umfasst: - eine Kamera (34) zur Aufnahme eines Abbildes (12) des Werkstücks (1), - ein Display (32) zur Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12), - eine Datenschnittstelle (19) zum Empfangen eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes (18), welcher lokale Positionsdaten (14) zumindest eines Oberflächendefekts (16) des Werkstücks (1) enthält, - einen Prozessor (20), welcher dazu ausgebildet ist, auf Basis eines empfangenen Defektdatensatz (18) die lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit der Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) zu überlagern.
Tragbares elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (20) dazu ausgebildet ist, die lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) positionsgetreu in die Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) zu integrieren.
Tragbares elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine Werkstückerkennung (35) aufweist, welche mit der Kamera (34) datentechnisch gekoppelt ist und welche dazu ausgebildet ist, auf Basis des aufgenommenen Abbildes (12) des Werkstücks (1) das Werkstück (1) zu identifizieren.
Tragbares elektronisches Gerät nach Anspruch 3, wobei die Werkstückerkennung (35) datentechnisch mit einem Speicher (36) gekoppelt ist, welcher zumindest einen geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks (1) enthält.
Tragbares elektronisches Gerät nach Anspruch 4, wobei der Speicher (36) mehrere geometrische Konstruktionsdatensätze einer Anzahl von Werkstücken (1) enthält und wobei die Werkstückerkennung (35) dazu ausgebildet ist, auf Basis des von der Kamera (34) bereitgestellten Abbildes (12) des Werkstücks (1) aus der Anzahl von im Speicher (36) abgespeicherten geometrischen Konstruktionsdatensätzen einen mit dem Abbild (12) korrespondierenden Konstruktionsdatensatz auszuwählen.
Tragbares elektronisches Gerät nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Prozessor (20) dazu ausgebildet ist, die lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit dem zumindest einen geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks (1) zu kombinieren und/oder die lokalen Positionsdaten (14) in den Konstruktionsdatensatz des Werkstücks (1) zu integrieren.
Tragbares elektronisches Gerät nach Anspruch 6, wobei der Prozessor (20) dazu ausgebildet ist, den mit den lokalen Positionsdaten (14) des Oberflächendefekts (16) versehenen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks (1) auf dem Display (32) anzuzeigen.
Tragbares elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches zumindest einen Beschleunigungs- und/oder Positionssensor (38) aufweist, um die Position und/oder die Ausrichtung des tragbaren elektronischen Geräts (30) relativ zum Werkstück (1) zu bestimmen und wobei der Prozessor (20) dazu ausgebildet ist, auf Basis von vom Beschleunigungs- und/oder Positionssensor (38) bereitgestellten Positions- und/oder Beschleunigungsdaten die Wiedergabe des Abbildes (12) und der lokalen Positionsdaten (14) auf dem Display (32) dynamisch anzupassen.
Tragbares elektronisches Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches als Tablett Computer (33) mit einer drahtlosen Datenschnittstelle (19) ausgebildet ist.
System zur Visualisierung von Oberflächendefekten eines Werkstücks (1), wobei das System folgendes umfasst: - eine Defekterkennungseinheit (15) zur Ermittlung oder Bereitstellung von lokalen Positionsdaten (14) zumindest eines Oberflächendefekts (16) des Werkstücks (1) in einem werkstückspezifischen Defektdatensatz (18), - ein tragbares elektronisches Gerät (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Datenschnittstelle (19) mit der Defekterkennungseinheit (15) zum Empfangen des werkstückspezifischen Defektdatensatzes (18) datentechnisch koppelbar ist.
Verfahren zur Visualisierung von Oberflächendefekten (16) eines Werkstücks (1) auf einem tragbaren elektronischen Gerät (30), wobei das tragbare elektronische Gerät (30) eine Kamera (34) zur Aufnahme eines Abbildes (12) des Werkstücks (1) und ein Display (32) zur Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) aufweist, wobei das Verfahren folgenden Schritte umfasst: - Aufnehmen eines Abbildes (12) des Werkstücks (1), - Empfangen eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes (18), welcher lokale Positionsdaten (14) zumindest eines Oberflächendefekts (16) des Werkstücks (1) enthält, - Überlagern von lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit dem aufgenommenen Abbild (12) des Werkstücks (1) und - Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) auf dem Display (32) zusammen mit den überlagerten lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16).
Verfahren nach Anspruch 11, wobei mittels einer mit der Kamera (34) datentechnisch gekoppelten Werkstückerkennung (35) das Werkstück (1) auf Basis des aufgenommenen Abbildes (12) identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein geometrischer Konstruktionsdatensatz auf Basis des aufgenommenen Abbildes (12) in einem Speicher (36) ausgewählt und die lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit dem ausgewählten geometrischen Konstruktionsdatensatz des Werkstücks (1) kombiniert oder in diesen integriert werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der mit den lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) versehene Konstruktionsdatensatz auf dem Display (32) des tragbaren elektronischen Geräts (30) wiedergegeben wird.
Computerprogramm zur Visualisierung von Oberflächendefekten (16) eines Werkstücks (1) mittels eines tragbaren elektronischen Gerät (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei das Computerprogramm, wenn es im Prozessor (20) des tragbaren elektronischen Geräts (30) abläuft, zur Durchführung der folgenden Schritte ausgebildet ist: - Aufnehmen eines Abbildes (12) des Werkstücks (1), - Empfangen eines werkstückspezifischen Defektdatensatzes (18), welcher lokale Positionsdaten (14) zumindest eines Oberflächendefekts (16) des Werkstücks (1) enthält, - Überlagern von lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16) mit dem aufgenommenen Abbild (12) des Werkstücks (1) und - Wiedergabe des aufgenommenen Abbildes (12) auf dem Display (32) zusammen mit den überlagerten lokalen Positionsdaten (14) des zumindest einen Oberflächendefekts (16).