DE102023135212A1

DE102023135212A1 - Device and method for the optical inspection of a lateral surface

Info

Publication number: DE102023135212A1
Application number: DE102023135212.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Theunissen
Original assignee: Visicontrol Ges Fuer Elektronische Bildverarbeitung Mbh; Visicontrol Gesellschaft fur Elektronische Bildverarbeitung Mbh
Current assignee: Visicontrol Ges Fuer Elektronische Bildverarbeitung Mbh; Visicontrol Gesellschaft fur Elektronische Bildverarbeitung Mbh
Priority date: 2023-12-14
Filing date: 2023-12-14
Publication date: 2024-03-14

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zur optischen Prüfung einer Mantelfläche (110a,b) eines Werkstückes (110) auf Oberflächenfehler (201). Die Vorrichtung (100) umfasst: eine Beleuchtungseinrichtung (120) zum Ausleuchten der Mantelfläche (110a,b), wobei die Beleuchtungseinrichtung (120) ausgebildet ist, unterschiedliche Bereiche der Mantelfläche (110a,b) mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben zu beleuchten; eine Bilderfassungseinrichtung (130), insbesondere Farbbildkamera, welche ausgebildet ist, Farbbilddaten der mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchteten Mantelfläche (110a,b) zu erfassen, wobei die Bilderfassungseinrichtung (130) einen Bildsensor (130a) und eine Optikanordnung (130b) umfasst, welche ausgebildet ist, die mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchtete Mantelfläche (110a,b) auf dem Bildsensor (130a) abzubilden, wobei die Optikanordnung (130b) eine perizentrische Optikanordnung (130b), eine hyperzentrische Optikanordnung (130b) und/oder eine Pinhole-Optikanordnung (130b) umfasst; und eine Auswerteinrichtung (140), welche ausgebildet ist, auf der Grundlage der Farbbilddaten eine Farbverteilung auf der Mantelfläche (110a,b) zu bestimmen und auf der Grundlage der Farbverteilung auf der Mantelfläche (110a,b) Oberflächenfehler (201) der Mantelfläche (110a,b) zu bestimmen, d.h. zu erkennen. Ferner wird ein entsprechendes Verfahren zur optischen Prüfung einer Mantelfläche (110a,b) eines Werkstückes (110) auf Oberflächenfehler (201) beschrieben.The invention relates to a device (100) for optically inspecting a lateral surface (110a, b) of a workpiece (110) for surface defects (201). The device (100) comprises: an illumination device (120) for illuminating the lateral surface (110a, b), wherein the illumination device (120) is designed to illuminate different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors; an image capture device (130), in particular a color image camera, which is designed to capture color image data of the lateral surface (110a, b) illuminated with the illuminating light, the image capture device (130) comprising an image sensor (130a) and an optical arrangement (130b), which is designed to image the lateral surface (110a, b) illuminated with the illuminating light on the image sensor (130a), the optical arrangement (130b) comprising a pericentric optical arrangement (130b), a hypercentric optical arrangement (130b) and/or a pinhole optical arrangement (130b). ; and an evaluation device (140), which is designed to determine a color distribution on the lateral surface (110a, b) on the basis of the color image data and to determine surface defects (201) of the lateral surface (110a) based on the color distribution on the lateral surface (110a, b ,b) to determine, i.e. to recognize. Furthermore, a corresponding method for optically inspecting a lateral surface (110a, b) of a workpiece (110) for surface defects (201) is described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler.The invention relates to a device and a method for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects.

Bei herkömmlichen Vorrichtungen zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler wird in der Regel ein monochromatisches Ringlicht zum Ausleuchten der Mantelfläche verwendet. Dabei ist das Ringlicht relativ zum Werkstück auf der einer Kamera zugewandten Seite des Werkstücks, um Beleuchtungslicht in Form von Auflicht zu erzeugen, oder der einer Kamera abgewandten Seite des Werkstücks angeordnet, um Beleuchtungslicht in Form von Durchlicht zu erzeugen. Dadurch werden bei Oberflächenfehlern auf der Mantelfläche im Wesentlichen nur horizontal, d. h., quer zu der optischen Achse verlaufende Kanten mehr oder weniger kontrastreich dargestellt. Oberflächenfehler mit vertikal, d. h., entlang der optischen Achse verlaufenden Kanten sind dagegen kaum detektierbar. Ferner wird der Kontrast der Kanten gegenüber dem Hintergrund umso schlechter, je flacher bzw. weicher die Kante verläuft. Falls eine Kante in einem Winkel senkrecht zu der Beleuchtungsrichtung verläuft, verschwindet der Kontrast fast vollständig, so dass die Kante nicht mehr detektierbar ist.In conventional devices for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects, a monochromatic ring light is generally used to illuminate the lateral surface. The ring light is arranged relative to the workpiece on the side of the workpiece facing a camera in order to generate illuminating light in the form of incident light, or on the side of the workpiece facing away from a camera in order to generate illuminating light in the form of transmitted light. As a result, surface defects on the lateral surface are essentially only horizontal, i.e. i.e., edges running transversely to the optical axis are shown with more or less contrast. Surface defects with vertical, i.e. i.e., edges running along the optical axis are hardly detectable. Furthermore, the flatter or softer the edge, the worse the contrast of the edges compared to the background. If an edge runs at an angle perpendicular to the direction of illumination, the contrast disappears almost completely, so that the edge is no longer detectable.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung sowie ein verbessertes Verfahren zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler bereitzustellen.Against this background, the object of the present invention is to provide an improved device and an improved method for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstückes auf Oberflächenfehler gelöst. Dabei umfasst die Vorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung zum Ausleuchten der Mantelfläche, wobei die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, unterschiedliche Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben, d. h. mit Licht mit unterschiedlichen Farbspektren zu beleuchten. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Bilderfassungseinrichtung, insbesondere eine Farbbildkamera, welche ausgebildet ist, Farbbilddaten der mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchteten Mantelfläche zu erfassen, wobei die Bilderfassungseinrichtung einen Bildsensor und eine Optikanordnung umfasst, welche ausgebildet ist, die mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchtete Mantelfläche auf dem Bildsensor abzubilden, wobei die Optikanordnung eine perizentrische Optikanordnung, eine hyperzentrische Optikanordnung und/oder eine Pinhole-Optikanordnung umfasst. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Auswerteinrichtung, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage der Farbbilddaten eine Farbverteilung auf der Mantelfläche zu bestimmen und auf der Grundlage der Farbverteilung auf der Mantelfläche Oberflächenfehler der Mantelfläche zu bestimmen, d. h. zu erkennen. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht die mehrfarbige Beleuchtung der Mantelfläche mittels der Beleuchtungseinrichtung im Zusammenspiel mit der speziellen Ausgestaltung der Optikanordnung der Bilderfassungseinrichtung das Erkennen von mit herkömmlichen Vorrichtungen nicht erkennbaren Oberflächenfehlern der Mantelfläche.According to a first aspect of the invention, the above object is achieved by a device for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects. The device comprises a lighting device for illuminating the lateral surface, the lighting device being designed to provide different areas of the lateral surface with illuminating light of different colors, i.e. H. to illuminate with light with different color spectrums. Furthermore, the device comprises an image capture device, in particular a color image camera, which is designed to capture color image data of the lateral surface illuminated with the illuminating light, the image capture device comprising an image sensor and an optical arrangement, which is designed to image the lateral surface illuminated with the illuminating light on the image sensor, wherein the optics arrangement comprises a pericentric optics arrangement, a hypercentric optics arrangement and/or a pinhole optics arrangement. The device further comprises an evaluation device which is designed to determine a color distribution on the lateral surface on the basis of the color image data and to determine surface defects of the lateral surface based on the color distribution on the lateral surface, i.e. H. to recognize. In the device according to the invention, the multi-colored illumination of the lateral surface by means of the lighting device, in conjunction with the special design of the optical arrangement of the image capture device, enables the detection of surface defects on the lateral surface that cannot be recognized with conventional devices.

In einer Ausführungsform handelt es sich bei der Mantelfläche des Werkstücks um eine Mantelinnenfläche, insbesondere eine Zylinderinnenfläche, und/oder eine Mantelaußenfläche, insbesondere eine Zylinderaußenfläche, des Werkstücks.In one embodiment, the lateral surface of the workpiece is an inner lateral surface, in particular a cylinder inner surface, and/or an outer lateral surface, in particular an outer cylinder surface, of the workpiece.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, dass die optische Achse der Bilderfassungseinrichtung mit der Symmetrieachse der Mantelfläche zusammenfällt.According to one embodiment, the device can be designed such that the optical axis of the image capture device coincides with the axis of symmetry of the lateral surface.

In einer Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Vielzahl von Leuchtelementen, welche ausgebildet und angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben zu beleuchten.In one embodiment, the lighting device comprises a plurality of lighting elements which are designed and arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with illumination light of different colors.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Leuchtelementen wenigstens drei RGB-Leuchtdioden oder ein ganzzahliges Vielfaches von drei RGB-Leuchtdioden, also z. B. 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 usw. RGB-Leuchtdioden, mit drei unterschiedlichen Farben, wobei die wenigstens drei RGB-Leuchtdioden entlang einer Umfangsrichtung in gleichen Abständen mit alternierenden Farben angeordnet sind.According to one embodiment, the plurality of light-emitting elements comprises at least three RGB light-emitting diodes or an integer multiple of three RGB light-emitting diodes, i.e. e.g. B. 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24, 27, 30 etc. RGB light-emitting diodes, with three different colors, the at least three RGB light-emitting diodes being arranged along a circumferential direction at equal distances with alternating colors.

In einer Ausführungsform sind die Leuchtelemente der Vielzahl von Leuchtelementen ausgebildet und angeordnet, unter einem verstellbaren Beleuchtungswinkel die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben zu beleuchten.In one embodiment, the lighting elements of the plurality of lighting elements are designed and arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with lighting light of different colors at an adjustable lighting angle.

Gemäß einer Ausführungsform sind die Leuchtelemente der Vielzahl von Leuchtelementen angeordnet, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Durchlicht und/oder als Auflicht zu beleuchten.According to one embodiment, the lighting elements of the plurality of lighting elements are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with illumination light of different colors as transmitted light and/or as reflected light.

In einer Ausführungsform sind die Leuchtelemente der Vielzahl von Leuchtelementen angeordnet, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Durchlicht und als Auflicht zu beleuchten, wobei die Leuchtelemente der Vielzahl von Leuchtelementen, welche angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Auflicht zu beleuchten, gegenüber den Leuchtelementen der Vielzahl von Leuchtelementen, welche angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Durchlicht zu beleuchten, entlang der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.In one embodiment, the lighting elements of the plurality of lighting elements are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with illumination light of different colors as transmitted light and as incident light, the lighting elements of the plurality of lighting elements, which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with illuminating light of different colors as incident light, are arranged offset along the circumferential direction relative to the luminous elements of the plurality of luminous elements, which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface with illuminating light of different colors as transmitted light .

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ferner ausgebildet, auf der Grundlage der Farbbilddaten eine Helligkeitsverteilung auf der Mantelfläche zu bestimmen und auf der Grundlage der Farbverteilung und der Helligkeitsverteilung auf der Mantelfläche Oberflächenfehler der Mantelfläche zu bestimmen, d. h. zu erkennen.According to one embodiment, the evaluation device is further designed to determine a brightness distribution on the lateral surface based on the color image data and to determine surface defects of the lateral surface on the basis of the color distribution and the brightness distribution on the lateral surface, i.e. H. to recognize.

In einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung ausgebildet, ein Machine-Learning-Modell, ML-Modell, zu implementieren, wobei das Machine-Learning-Modell ausgebildet ist, auf der Grundlage der Farbverteilung auf der Mantelfläche Oberflächenfehler der Mantelfläche zu bestimmen, d.h. zu erkennen.In one embodiment, the evaluation device is designed to implement a machine learning model, ML model, wherein the machine learning model is designed to determine, i.e. recognize, surface defects of the lateral surface based on the color distribution on the lateral surface.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die vorstehende Aufgabe durch ein Verfahren zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstückes auf Oberflächenfehler gelöst. Dabei umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:

Ausleuchten der Mantelfläche mit einer Beleuchtungseinrichtung, wobei die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, unterschiedliche Bereiche der Mantelfläche mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben, d. h. mit Licht mit unterschiedlichen Farbspektren zu beleuchten;
Erfassen von Farbbilddaten der mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchteten Mantelfläche mittels einer Bilderfassungseinrichtung, wobei die Bilderfassungseinrichtung einen Bildsensor und eine Optikanordnung umfasst, welche ausgebildet ist, die mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchtete Mantelfläche auf dem Bildsensor abzubilden, wobei die Optikanordnung eine perizentrische Optikanordnung, eine hyperzentrische Optikanordnung und/oder eine Pinhole-Optikanordnung umfasst; und
Bestimmen einer Farbverteilung auf der Mantelfläche auf der Grundlage der Farbbilddaten und Bestimmen von Oberflächenfehlern der Mantelfläche auf der Grundlage der Farbverteilung auf der Mantelfläche.

According to a second aspect of the invention, the above object is achieved by a method for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects. The process includes the following steps:

Illuminating the lateral surface with a lighting device, the lighting device being designed to illuminate different areas of the lateral surface with illumination light of different colors, ie with light with different color spectrums;
Acquiring color image data of the lateral surface illuminated with the illuminating light by means of an image capture device, the image capture device comprising an image sensor and an optical arrangement which is designed to image the lateral surface illuminated with the illuminating light on the image sensor, the optical arrangement being a pericentric optical arrangement, a hypercentric optical arrangement and/or or comprises a pinhole optics arrangement; and
Determining a color distribution on the lateral surface based on the color image data and determining surface defects of the lateral surface based on the color distribution on the lateral surface.

Das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann mit der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung durchgeführt werden. Daher ergeben sich weitere Ausführungsformen des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung aus den vorstehend und nachstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen der Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.The method according to the second aspect of the invention can be carried out with the device according to the first aspect of the invention. Therefore, further embodiments of the method according to the second aspect of the invention result from the further embodiments of the device according to the first aspect of the invention described above and below.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:

1a-c eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler gemäß einer Ausführungsform unter Verwendung von Auflicht;
2 eine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung erfassten Farbverteilung auf einer Mantelfläche eines beispielhaften Werkstücks mit einem Oberflächenfehler;
3a-c eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler gemäß einer weiteren Ausführungsform unter Verwendung von Durchlicht;
4a-c eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler gemäß einer weiteren Ausführungsform unter Verwendung von Auflicht und/oder Durchlicht;
5a,b zwei perspektivische Ansichten einer Beleuchtungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem verstellbaren Beleuchtungswinkel; und
6 ein Flussdiagramm, welches Schritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur optischen Prüfung einer Mantelfläche eines Werkstücks auf Oberflächenfehler zeigt.

The invention is described in more detail below using exemplary embodiments and the figures. Show in the figures:

1a -c a schematic side view, a perspective view and a top view of a device for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects according to an embodiment using incident light;
2 a color distribution detected with a device according to the invention on a lateral surface of an exemplary workpiece with a surface defect;
3a -c a schematic side view, a perspective view and a top view of a device for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects according to a further embodiment using transmitted light;
4a -c a schematic side view, a perspective view and a top view of a device for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects according to a further embodiment using reflected light and / or transmitted light;
5a ,b two perspective views of a lighting device of a device according to the invention with an adjustable lighting angle; and
6 a flowchart showing steps of a method according to the invention for optically inspecting a lateral surface of a workpiece for surface defects.

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.In the following detailed description, reference is made to the accompanying figures, which form a part hereof, and in which are shown, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. It is understood that other embodiments may be used and structural or logical changes may be made without departing from the concept of the present invention. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense. Furthermore, it is to be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with one another unless specifically stated otherwise.

Die Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung zu vermitteln.The aspects and embodiments of the present invention will be described with reference to the figures, where like reference numerals generally refer to like elements. In the following description, numerous specific details are set forth for explanatory purposes in order to provide a thorough understanding of one or more aspects of the present invention.

Die 1a-c zeigen eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht sowie eine Draufsicht einer Vorrichtung 100 zur optischen Prüfung einer Mantelfläche 110a,b eines Werkstücks 110 auf Oberflächenfehler 201 (welcher beispielhaft in 2 dargestellt ist) gemäß einer Ausführungsform. Bei der Mantelfläche 110a,b kann es sich um eine Mantelinnenfläche 11 0b, insbesondere eine Zylinderinnenfläche 11 0b, und/oder eine Mantelaußenfläche 110a, insbesondere eine Zylinderaußenfläche 110a, eines Werkstücks handeln. Ein Oberflächenfehler 201 der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110 kann beispielsweise ein Riss, ein Kratzer, eine Pore, eine Kerbe oder eine anderen Formabweichung der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110 sein.The 1a -c show a schematic side view, a perspective view and a top view of a device 100 for the optical inspection of a lateral surface 110a, b of a workpiece 110 for surface defects 201 (which is exemplified in 2 is shown) according to one embodiment. The lateral surface 110a, b can be an inner lateral surface 110b, in particular a cylinder inner surface 110b, and/or an outer lateral surface 110a, in particular an outer cylinder surface 110a, of a workpiece. A surface defect 201 of the lateral surface 110a, b of the workpiece 110 can be, for example, a crack, a scratch, a pore, a notch or another shape deviation of the lateral surface 110a, b of the workpiece 110.

Die Vorrichtung 100 umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 120 zum Ausleuchten der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110. Wie dies nachstehend detaillierter beschrieben wird, ist die Beleuchtungseinrichtung 120 ausgebildet, unterschiedliche Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben, d. h. mit Licht mit unterschiedlichen Farbspektren zu beleuchten. Bei der in den 1a-c dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 100 umfasst die Beleuchtungseinrichtung 120 eine Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c, insbesondere RGB-Leuchtdioden 120a-c, welche ausgebildet und angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110 mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Auflicht zu beleuchten. Bei der in den 1a-c dargestellten Ausführungsform umfasst die Beleuchtungseinrichtung 120 beispielsweise insgesamt 12 RGB-Leuchtdioden 120a-c, nämlich 4 rote Leuchtdioden 120a, 4 blaue Leuchtdioden 120b und 4 grüne Leuchtdioden 120c. Dabei sind, wie sich insbesondere 1c entnehmen lässt, die RGB-Leuchtdioden 120a-c entlang einer Umfangsrichtung in gleichen Winkelabständen mit alternierenden Farben angeordnet.The device 100 includes an illumination device 120 for illuminating the lateral surface 110a, b of the workpiece 110. As will be described in more detail below, the illumination device 120 is designed to illuminate different areas of the lateral surface 110a, b with illuminating light of different colors, ie with light with different color spectrums illuminate. At the in the 1a -c illustrated embodiment of the device 100, the lighting device 120 comprises a plurality of lighting elements 120a-c, in particular RGB light-emitting diodes 120a-c, which are designed and arranged in the different areas of the lateral surface 110a, b of the workpiece 110 with illumination light of different colors as incident light to illuminate. At the in the 1a -c illustrated embodiment, the lighting device 120 comprises, for example, a total of 12 RGB light-emitting diodes 120a-c, namely 4 red light-emitting diodes 120a, 4 blue light-emitting diodes 120b and 4 green light-emitting diodes 120c. Here are how in particular 1c can be seen, the RGB light-emitting diodes 120a-c are arranged along a circumferential direction at equal angular distances with alternating colors.

Gemäß einer Ausführungsform sind die RGB-Leuchtdioden 120a-c ausgebildet und angeordnet, unter einem verstellbaren Beleuchtungswinkel die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben zu beleuchten, wie dies in 1a bei zwei der roten Leuchtdioden 120a schematisch angedeutet ist.According to one embodiment, the RGB light-emitting diodes 120a-c are designed and arranged to illuminate the different areas of the lateral surface 110a, b of the workpiece with illumination light of different colors at an adjustable illumination angle, as shown in 1a is indicated schematically in two of the red light-emitting diodes 120a.

Die in den 1a-c dargestellte Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Bilderfassungseinrichtung 130, insbesondere eine Farbbildkamera 130, welche ausgebildet ist, Farbbilddaten der mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchteten Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 100 zu erfassen. Die Bilderfassungseinrichtung 130, insbesondere Farbbildkamera 130 umfasst einen Farbbildsensor 130a und eine Optikanordnung 130b, welche ausgebildet ist, die mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchtete Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110 auf dem Bildsensor 130a abzubilden. Hierzu kann die Optikanordnung 130b beispielsweise eine oder mehrere Linsen aufweisen, die beispielsweise ein Objektiv ausbilden. Erfindungsgemäß umfasst die Optikanordnung 130b eine perizentrische Optikanordnung 130b, eine hyperzentrische Optikanordnung 130b und/oder eine Pinhole-Optikanordnung 130b umfasst.The ones in the 1a -c shown device 100 further comprises an image capture device 130, in particular a color image camera 130, which is designed to capture color image data of the lateral surface 110a, b of the workpiece 100 illuminated with the illuminating light. The image capture device 130, in particular color image camera 130, comprises a color image sensor 130a and an optical arrangement 130b, which is designed to image the lateral surface 110a, b of the workpiece 110 illuminated with the illuminating light on the image sensor 130a. For this purpose, the optical arrangement 130b can have, for example, one or more lenses, which, for example, form an objective. According to the invention, the optical arrangement 130b comprises a pericentric optical arrangement 130b, a hypercentric optical arrangement 130b and/or a pinhole optical arrangement 130b.

Die in den 1a-c dargestellte Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Auswerteinrichtung 140, beispielsweise einen Prozessor oder einen Industrie-PC, welche ausgebildet ist, auf der Grundlage der von dem Bildsensor 130a erfassten Farbbilddaten eine Farbverteilung 200 auf der Mantelfläche 110a,b des Werkstücks 110 zu bestimmen, wie diese beispielhaft in 2 dargestellt ist. Ferner ist die Auswerteinrichtung 140 ausgebildet, auf der Grundlage der Farbverteilung 200 auf der Mantelfläche 110a,b, Oberflächenfehler, wie beispielsweise den in 2 dargestellten Oberflächenfehler 201, der Mantelfläche 110a,b zu bestimmen, d.h. zu erkennen.The ones in the 1a -c shown device 100 further comprises an evaluation device 140, for example a processor or an industrial PC, which is designed to determine a color distribution 200 on the lateral surface 110a, b of the workpiece 110 on the basis of the color image data recorded by the image sensor 130a, such as these as an example 2 is shown. Furthermore, the evaluation device 140 is designed to detect surface defects, such as those in, on the basis of the color distribution 200 on the lateral surface 110a, b 2 to determine, ie to recognize, the surface defects 201 shown on the lateral surface 110a, b.

Wie der Fachmann erkennt, ermöglicht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 die mehrfarbige Beleuchtung der Mantelfläche 110a,b mittels der Beleuchtungseinrichtung 120 im Zusammenspiel mit der speziellen Ausgestaltung der Optikanordnung 130b der Bilderfassungseinrichtung 130 das Erkennen von mit herkömmlichen Vorrichtungen nicht erkennbaren Oberflächenfehlern 201 der Mantelfläche 110a,b. Besonders gute Ergebnisse können mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 bei im Wesentlichen einfarbigen Mantelflächen 110a,b erzielt werden, wobei sowohl metallische Werkstücke 110 als auch Werkstücke 110 aus Kunststoff auf Oberflächenfehler geprüft werden können. Dabei kann, wie in 1b dargestellt, eine optische Achse A der Bilderfassungseinrichtung 130 mit einer Symmetrieachse S der Mantelfläche 110a,b bzw. des Werkstücks 110 zusammenfallen.As the person skilled in the art will recognize, in the device 100 according to the invention, the multi-colored illumination of the lateral surface 110a, b by means of the lighting device 120, in conjunction with the special design of the optical arrangement 130b of the image capture device 130, enables the detection of surface defects 201 of the lateral surface 110a, b that cannot be recognized with conventional devices . Particularly good results can be achieved using the device 100 according to the invention with essentially single-colored lateral surfaces 110a, b, whereby both metallic workpieces 110 and plastic workpieces 110 can be checked for surface defects. It can, as in 1b shown, an optical axis A of the image capture device 130 coincides with an axis of symmetry S of the lateral surface 110a, b or the workpiece 110.

Die 3a-c zeigen eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer Variante der in den 1a-c gezeigten Vorrichtung 100. Bei der in den 3a-c gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 100 umfasst die Beleuchtungseinrichtung 120 eine Vielzahl von Leuchtelementen 122a-c, insbesondere RGB-Leuchtdioden 122a-c, welche relativ zu dem Werkstück 110 auf der der Bilderfassungseinrichtung 130 abgewandten Seite des Werkstücks 110 angeordnet sind und somit ausgebildet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Durchlicht zu beleuchten.The 3a -c show a schematic side view, a perspective view and a top view of a variant of the one in the 1a -c shown device 100. In the case of the 3a -c shown In the th embodiment of the device 100, the lighting device 120 comprises a plurality of lighting elements 122a-c, in particular RGB light-emitting diodes 122a-c, which are arranged relative to the workpiece 110 on the side of the workpiece 110 facing away from the image capture device 130 and are thus designed to be different To illuminate areas of the lateral surface 110a, b with illumination light of different colors as transmitted light.

Die 4a-c zeigen eine schematische Seitenansicht, eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht einer weiteren Variante der in den 1a-c gezeigten Vorrichtung 100. Bei der in den 4a-c gezeigten Ausführungsform der Vorrichtung 100 umfasst die Beleuchtungseinrichtung 120 eine Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c, insbesondere RGB-Leuchtdioden 120a-c, welche relativ zu dem Werkstück 110 auf der der Bilderfassungseinrichtung 130 zugewandten Seite des Werkstücks 110 angeordnet sind, sowie eine Vielzahl von Leuchtelementen 122a-c, insbesondere RGB-Leuchtdioden 122a-c, welche relativ zu dem Werkstück 110 auf der der Bilderfassungseinrichtung 130 abgewandten Seite des Werkstücks 110 angeordnet sind. Bei der in den 4a-c dargestellten Ausführungsform, welche als eine Kombination der in den 1a-c dargestellten Ausführungsform mit der in den 3a-c dargestellten Ausführungsform betrachtet werden kann, sind die Leuchtelemente 120a-c, 122a-c somit ausgebildet, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben sowohl als Auflicht als auch als Durchlicht zu beleuchten.The 4a -c show a schematic side view, a perspective view and a top view of another variant of the one in the 1a -c shown device 100. In the in the 4a -c shown embodiment of the device 100, the lighting device 120 comprises a plurality of lighting elements 120a-c, in particular RGB light-emitting diodes 120a-c, which are arranged relative to the workpiece 110 on the side of the workpiece 110 facing the image capture device 130, as well as a plurality of Lighting elements 122a-c, in particular RGB light-emitting diodes 122a-c, which are arranged relative to the workpiece 110 on the side of the workpiece 110 facing away from the image capture device 130. At the in the 4a -c illustrated embodiment, which is a combination of those in the 1a -c illustrated embodiment with the in the 3a -c illustrated embodiment, the lighting elements 120a-c, 122a-c are thus designed to illuminate the different areas of the lateral surface 110a, b with illumination light of different colors both as incident light and as transmitted light.

Bei der in den 4a-c dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 100 sind die Leuchtelemente 120a-c der Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c, 122a-c, welche angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Auflicht zu beleuchten, gegenüber den Leuchtelementen 122a-c der Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c, 122a-c, welche angeordnet sind, die unterschiedlichen Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben als Durchlicht zu beleuchten, entlang der Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind, wie sich dies insbesondere der 4c entnehmen lässt.At the in the 4a -c illustrated embodiment of the device 100 are the lighting elements 120a-c of the plurality of lighting elements 120a-c, 122a-c, which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface 110a, b with illumination light of different colors as incident light, compared to the lighting elements 122a -c of the plurality of lighting elements 120a-c, 122a-c, which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface 110a, b with illumination light of different colors as transmitted light, are arranged offset along the circumferential direction, as is the case in particular 4c can be removed.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung 140 der Vorrichtung 100 ferner ausgebildet, auf der Grundlage der Farbbilddaten eine Helligkeitsverteilung auf der Mantelfläche 110a,b zu bestimmen und auf der Grundlage der Farbverteilung 200 und der Helligkeitsverteilung auf der Mantelfläche 110a,b Oberflächenfehler, wie den in 2 dargestellten Oberflächenfehler 201, der Mantelfläche 110a,b zu bestimmen.According to one embodiment, the evaluation device 140 of the device 100 is further designed to determine a brightness distribution on the lateral surface 110a, b based on the color image data and, based on the color distribution 200 and the brightness distribution on the lateral surface 110a, b, to determine surface defects, such as those in 2 to determine the surface defects 201 shown on the lateral surface 110a, b.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Auswerteeinrichtung 140 der Vorrichtung 100 ausgebildet, ein Machine-Learning-Modell zu implementieren, wobei das Machine-Learning-Modell ausgebildet ist, auf der Grundlage der Farbverteilung 200 auf der Mantelfläche 110a,b Oberflächenfehler 201 der Mantelfläche 110a,b zu bestimmen.According to one embodiment, the evaluation device 140 of the device 100 is designed to implement a machine learning model, wherein the machine learning model is designed based on the color distribution 200 on the lateral surface 110a, b surface defects 201 of the lateral surface 110a, b to determine.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Auswerteeinrichtung 140 der Vorrichtung einen oder mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen umfassen bzw. implementieren, um auf der Grundlage der Farbverteilung 200 (und ggf. der Helligkeitsverteilung) auf der Mantelfläche 110a,b Oberflächenfehler, wie den in 2 dargestellten Oberflächenfehler 201, der Mantelfläche 110a,b zu erkennen und zu bestimmen. Beispielsweise kann die Auswerteeinrichtung 140 der Vorrichtung einen oder mehrere Bildverarbeitungsalgorithmen umfassen, welche eine Verarbeitung auf der Basis von „Shape From Shading, SFS“ oder „Shape From Color, SFC“ implementieren.According to one embodiment, the evaluation device 140 of the device can comprise or implement one or more image processing algorithms in order to detect surface defects, such as those in FIG 2 to recognize and determine the surface defects 201 shown on the lateral surface 110a, b. For example, the evaluation device 140 of the device may include one or more image processing algorithms that implement processing based on “Shape From Shading, SFS” or “Shape From Color, SFC”.

Beim SFS-Verfahren ist typischerweise vorgesehen, ein zu prüfendes Werkstück 110 aus mindestens drei verschiedenen Richtungen und zugleich mit wenigstens drei unterschiedlichen Farben zu beleuchten und mit einem Farbbild aufzunehmen. Aus den einzelnen Farbkanälen des von einem zu prüfenden Werkstück 110 aufgenommenen Farbbild werden in einer anschließenden Bildauswertung Neigungs- und Krümmungsinformationen ermittelt, die Aufschluss über die Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks 110 geben. Dabei können selbst auf spiegelnden oder glänzenden Mantelflächen 110a,b eines zu prüfenden Werkstücks 110 topologische Abweichungen von dessen idealer Mantelfläche 110a,b, d. h. Oberflächenfehler 201, kontrastreich dargestellt und erkannt werden.The SFS method typically provides for a workpiece 110 to be tested to be illuminated from at least three different directions and at the same time with at least three different colors and to be recorded with a color image. From the individual color channels of the color image recorded by a workpiece 110 to be tested, inclination and curvature information is determined in a subsequent image evaluation, which provides information about the surface quality of the workpiece 110. Topological deviations from the ideal lateral surface 110a, b, d. H. Surface defects 201 can be displayed and recognized in high contrast.

Beim SFC-Verfahren kann eine Farbabweichung des Farbverlaufs 200 direkt ausgewertet werden. Dabei kann in den einzelnen Farbkanälen eine Farbabweichung des erfassten Farbverlaufs 200 von einem Soll-Farbverlauf bestimmt werden und zu einem Gesamt-ROI des Oberflächenfehlers 201 verrechnet werden.With the SFC process, a color deviation of the color gradient 200 can be evaluated directly. A color deviation of the recorded color gradient 200 from a target color gradient can be determined in the individual color channels and calculated into an overall ROI of the surface defect 201.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 ermöglicht die optische Prüfung einer Mantelfläche 110a,b eines Werkstücks 110 auf Oberflächenfehler 201 unter Aufnahme lediglich eines Farbbilds des zu prüfenden Werkstücks 110 mit der Bilderfassungseinrichtung 130.A device 100 according to the invention enables the optical inspection of a lateral surface 110a, b of a workpiece 110 for surface defects 201 by recording only a color image of the workpiece 110 to be inspected with the image capture device 130.

Die 5a,b zeigen zwei perspektivische Ansichten einer Beleuchtungseinrichtung 120 der Vorrichtung 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Bei der in den 5a,b dargestellten Ausführungsform sind die Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c, insbesondere RGB-Leuchtdioden 120a-c, derart an einem Trägerkörper 123 angebracht, dass sich der Beleuchtungswinkel der Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c beispielsweise stufenförmig verändern lässt (in 5a beträgt der Beleuchtungswinkel 0 Grad und in 5b 45 Grad). Hierzu ist jedes Leuchtelement 120a-c schwenkbar in einem Führungs- und Arretierungselement 125 geführt, welches bei der in den 5a,b dargestellten Ausführungsform dazu ausgebildet ist, beispielhaft 5 unterschiedliche Beleuchtungswinkel der Vielzahl von Leuchtelementen 120a-c zu ermöglichen.The 5a ,b show two perspective views of a lighting device 120 of the device 100 according to a further embodiment. At the in the 5a ,b illustrated embodiment are the multitude of lighting elements 120a-c, in particular RGB light-emitting diodes 120a-c, attached to a support body 123 in such a way that the illumination angle of the multiplicity of light-emitting elements 120a-c can be changed, for example, in steps (in 5a the illumination angle is 0 degrees and in 5b 45 degrees). For this purpose, each lighting element 120a-c is pivotally guided in a guide and locking element 125, which is in the 5a , b illustrated embodiment is designed to enable, for example, 5 different lighting angles of the plurality of lighting elements 120a-c.

6 ist ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren 600 zur optischen Prüfung einer Mantelfläche 110a,b eines Werkstückes 110 auf Oberflächenfehler 201 zeigt. Dabei umfasst das Verfahren 600 die folgenden Schritte:

Ausleuchten 601 der Mantelfläche 110a,b mit einer Beleuchtungseinrichtung 120, wobei die Beleuchtungseinrichtung 120 ausgebildet ist, unterschiedliche Bereiche der Mantelfläche 110a,b mit Beleuchtungslicht unterschiedlicher Farben, d. h. mit Licht mit unterschiedlichen Farbspektren zu beleuchten;
Erfassen 603 von Farbbilddaten der mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchteten Mantelfläche 110a,b mittels einer Bilderfassungseinrichtung 130, wobei die Bilderfassungseinrichtung 130 einen Bildsensor 130a und eine Optikanordnung 130b umfasst, welche ausgebildet ist, die mit dem Beleuchtungslicht ausgeleuchtete Mantelfläche 110a,b auf dem Bildsensor 130a abzubilden, wobei die Optikanordnung 130b eine perizentrische Optikanordnung, eine hyperzentrische Optikanordnung und/oder eine Pinhole-Optikanordnung umfasst; und
Bestimmen 605 einer Farbverteilung auf der Mantelfläche 110a,b auf der Grundlage der Farbbilddaten und Bestimmen von Oberflächenfehlern 201 der Mantelfläche 110a,b auf der Grundlage der Farbverteilung auf der Mantelfläche 110a,b.

6 is a flowchart showing a method 600 for optically inspecting a lateral surface 110a, b of a workpiece 110 for surface defects 201. The method 600 includes the following steps:

Illuminating 601 the lateral surface 110a, b with a lighting device 120, wherein the lighting device 120 is designed to illuminate different areas of the lateral surface 110a, b with illumination light of different colors, ie with light with different color spectrums;
Acquiring 603 color image data of the lateral surface 110a, b illuminated with the illuminating light by means of an image capture device 130, the image capture device 130 comprising an image sensor 130a and an optical arrangement 130b, which is designed to image the lateral surface 110a, b illuminated with the illuminating light on the image sensor 130a, wherein the optics assembly 130b comprises a pericentric optics assembly, a hypercentric optics assembly, and/or a pinhole optics assembly; and
Determining 605 a color distribution on the lateral surface 110a, b based on the color image data and determining surface defects 201 of the lateral surface 110a, b based on the color distribution on the lateral surface 110a, b.

Das Verfahren 600 kann mit der Vorrichtung 100 durchgeführt werden. Daher ergeben sich weitere Ausführungsformen des Verfahrens 600 aus den vorstehend und nachstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen der Vorrichtung 100.The method 600 can be carried out with the device 100. Therefore, further embodiments of the method 600 result from the further embodiments of the device 100 described above and below.

Claims

Device (100) for optically inspecting a lateral surface (110a, b) of a workpiece (110) for surface defects (201), the device (100) comprising: an illumination device (120) for illuminating the lateral surface (110a, b), the illumination device (120) being designed to illuminate different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors; an image capture device (130), in particular a color image camera, which is designed to capture color image data of the lateral surface (110a, b) illuminated with the illuminating light, the image capture device (130) comprising an image sensor (130a) and an optical arrangement (130b), which is designed to image the lateral surface (110a, b) illuminated with the illuminating light on the image sensor (130a), the optical arrangement (130b) comprising a pericentric optical arrangement (130b), a hypercentric optical arrangement (130b) and/or a pinhole optical arrangement (130b). ; an evaluation device (140), which is designed to determine a color distribution (200) on the lateral surface (110a, b) on the basis of the color image data and to determine surface defects (201) based on the color distribution (200) on the lateral surface (110a, b). ) of the lateral surface (110a, b).

Device (100) after Claim 1 , wherein the jacket surface (110a, b) is an inner jacket surface (110b), in particular a cylinder inner surface (110b), and / or an outer jacket surface (110a), in particular a cylinder outer surface (110a).

Device (100) after Claim 2 , wherein an optical axis (A) of the image capture device (130) coincides with an axis of symmetry (S) of the lateral surface (110a, b).

Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the lighting device (120a) comprises a plurality of lighting elements (120a-c, 122a-c), which are designed and arranged to provide different areas of the lateral surface (110a, b) with different illuminating light to illuminate colors.

Device (100) after Claim 4 , wherein the plurality of light-emitting elements (120a-c; 122a-c) have at least three RGB light-emitting diodes (120a-c, 122a-c) or an integer multiple of three RGB light-emitting diodes (120a-c, 122a-c) with three different Colors, wherein the at least three RGB light-emitting diodes (120a-c; 122a-c) are arranged along a circumferential direction at equal distances with alternating colors.

Device (100) after Claim 5 , wherein the plurality of lighting elements (120a-c, 122a-c) are designed and arranged to illuminate the different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors at an adjustable illumination angle.

Device (100) after Claim 5 or 6 , wherein the plurality of lighting elements (120a-c, 122a-c) are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors as transmitted light and / or as reflected light.

Device (100) after Claim 7 , wherein the plurality of lighting elements (120a-c, 122a-c) are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors as transmitted light and as incident light, and wherein the lighting elements (120a-c) of Multiplicity of lighting elements (120a-c, 122a-c), which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors as incident light, compared to the lighting elements (122a-c) of the multiplicity of lighting elements (120a -c, 122a-c), which are arranged to illuminate the different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors as transmitted light, are arranged offset along the circumferential direction.

Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (140) is further designed to determine a brightness distribution on the lateral surface (110a, b) on the basis of the color image data and on the basis of the color distribution (200) and the brightness distribution the lateral surface (110a, b) to determine surface defects (201) of the lateral surface (110a, b).

Device (100) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation device (140) is designed to implement a machine learning model, the machine learning model being designed on the basis of the color distribution (200) on the lateral surface ( 110a, b) to determine surface defects (201) of the lateral surface (110a, b).

Method (600) for optically inspecting a lateral surface (110a, b) of a workpiece (110) for surface defects (201), the method (600) comprising: Illuminating (601) the lateral surface (110a, b) with an illumination device (120), the illumination device (120) being designed to illuminate different areas of the lateral surface (110a, b) with illumination light of different colors; Acquiring (603) color image data of the lateral surface (110a, b) illuminated with the illuminating light by means of an image capture device (130), the image capture device (130) comprising an image sensor (130a) and an optical arrangement (130b), which is designed with the to image the lateral surface (110a, b) illuminated by illumination light on the image sensor (130a), wherein the optical arrangement (130b) comprises a pericentric optical arrangement (130b), a hypercentric optical arrangement (130b) and/or a pinhole optical arrangement (130b); and Determining (605) a color distribution (200) on the lateral surface (110a, b) based on the color image data and determining surface defects (201) of the lateral surface (110a, b) based on the color distribution (200) on the lateral surface (110a, b).