DE19713973C2

DE19713973C2 - Method and device for the optical inspection of the lateral surface of cylindrical bodies

Info

Publication number: DE19713973C2
Application number: DE1997113973
Authority: DE
Inventors: Rainer Tutsch; Christian Gloeckner; Tilo Pfeifer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 2000-09-14
Anticipated expiration: 2017-04-05
Also published as: DE19713973A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Prüfen der Mantelfläche zylindrischer Körper, wie Wellen, Kolbenstangen, Achsen und dergleichen.The invention relates to a method for the optical inspection of the lateral surface of cylindrical Bodies such as shafts, piston rods, axles and the like.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention further relates to an apparatus for performing such Procedure.

Bei der Herstellung von zylindrischen Werkstücken können durch prozeßbedingte oder durch andere Ursachen hervorgerufene Oberflächenfehler, beispielsweise Kratzer oder Risse, auftreten. Derartige Fehler müssen erkannt und die schadhaften Werkstücke aus gesondert werden. In the manufacture of cylindrical workpieces can be due to process or surface defects caused by other causes, for example scratches or Cracks, occur. Such errors must be recognized and the defective workpieces removed be separated.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Prüfen der Mantelfläche zylindrischer Körper, bei der das Beleuchtungslicht bezüglich der Körperlängsachse unter einem kleinen Winkel auf die Mantelfläche fällt, ist aus DE 38 22 303 A1 bekannt. Hierbei durchsetzt das Lichtbündel einer Beleuchtungseinrichtung eine holographische Linse, die auf ihrer der Lichtquelle abgewandten Seite mit einem halbdurchlässigen Spiegel verse hen und im 45°-Winkel im Strahlengang angeordnet ist. Mit Hilfe der holographischen Linse wird das Lichtbündel fokussiert und zwar derart, daß zumindest ein Teil des kon vergent zulaufenden Lichtstrahlenbündels unter einem kleinen Winkel auf einen Abschnitt der Mantelfläche des mit seiner Längsachse in Richtung Beleuchtungseinrichtung ausge richteten zylindrischen Körpers fällt. Das den ringförmig beleuchteten Zylinderabschnitt radial verlassende Streulicht wird mittels eines rotationssymmetrischen Reflektorkörpers, der über eine konische Spiegelfläche verfügt und der in seinem Zentrum eine Öffnung aufweist, durch die der zylindrische Körper in die Prüfvorrichtung bewegbar ist, in Richtung des halbdurchlässigen Spiegels reflektiert und von dort in Richtung eines das Streulicht erfassenden Detektors gelenkt.A method and a device for the optical inspection of the cylindrical surface Body, in which the illuminating light with respect to the body longitudinal axis under one falls on the lateral surface is known from DE 38 22 303 A1. Here the light beam of a lighting device penetrates a holographic lens, the on its side facing away from the light source with a semitransparent mirror hen and is arranged at a 45 ° angle in the beam path. With the help of holographic The light beam is focused in such a way that at least part of the con converging light beam converging on a section at a small angle the lateral surface of the longitudinal axis in the direction of the lighting device directed cylindrical body falls. That the ring-shaped illuminated cylinder section radially leaving scattered light is by means of a rotationally symmetrical reflector body, which has a conical mirror surface and an opening in the center has, through which the cylindrical body is movable in the test device, in Reflected towards the semitransparent mirror and from there towards one of the Detected scattered light detector steered.

Zur Untersuchung der Innenwandung von Hohlkörpern, insbesondere Rohren, ist ein Ver fahren bekannt, bei dem vor dem Objektiv einer Fernsehkamera, die in den zu untersu chenden Hohlkörper eingebracht wird, ein Konusspiegel mit z. B. 90° Scheitelwinkel an geordnet ist und die auf diesem Spiegel abgebildete Hohlkörperwandung mittels einer Spiralabtastung der Aufnahmeröhre aufgenommen wird (DD 33 602).To examine the inner wall of hollow bodies, especially pipes, a Ver drive known, in front of the lens of a television camera, which is to be examined in the The hollow body is introduced, a conical mirror with z. B. 90 ° apex angle is ordered and the hollow body wall shown on this mirror by means of a Spiral scanning of the recording tube is recorded (DD 33 602).

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Prüfen der Mantelfläche zylindrischer Körper anzugeben, die sich einerseits durch einen möglichst geringen Aufwand auszeichnen und andererseits eine große Prüfgeschwindigkeit zulassen. Darüber hinaus soll die Vorrichtung möglichst robust sein.The invention is therefore based on the object of a method and an apparatus for Optical inspection of the lateral surface of cylindrical bodies to indicate the one hand characterized by as little effort as possible and on the other hand a large one Allow test speed. In addition, the device should be as robust as possible.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren, wie es im Anspruch 1 definiert ist, und mit einer Vorrichtung, wie sie im Anspruch 3 definiert ist, erfindungsgemäß gelöst.This object is achieved with a method as defined in claim 1 and with a Device as defined in claim 3 solved according to the invention.

Vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausgestaltungsformen sind Gegenstand der Unteran sprüche 2 bzw. 4 bis 11.Advantageous further developments and refinements are the subject of the sub sayings 2 or 4 to 11.

Die Erfindung soll nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert wer den. Es zeigen jeweils schematisch:The invention will be explained in more detail below using two exemplary embodiments the. Each shows schematically:

Fig. 1a eine erste Ausführungsform einer Prüfvorrichtung nach der Erfindung für Prüflinge, die eine bestimmte vorgegebene Länge nicht überschreiten, Fig. 1a a first embodiment of a test apparatus according to the invention for samples that do not exceed a certain predetermined length,

Fig. 1b ein optisches Bauteil der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 1a in Draufsicht, FIG. 1b an optical component of the test apparatus of Fig. 1a in top view,

Fig. 1c ein weiteres optisches Bauteil der nämlichen Prüfvorrichtung in Draufsicht, Fig. 1c a further optical component tester of the same in plan view,

Fig. 2a eine zweite, für Prüflinge beliebiger Länge geeignete Ausführungsform ei ner erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, Fig. 2a shows a second, any suitable embodiment for specimens length ei ner according to the invention test apparatus,

Fig. 2b ein optisches Bauteil der Prüfvorrichtung gemäß Fig. 2a in Draufsicht und FIG. 2b, an optical component of the testing device according to Fig. 2a in top view, and

Fig. 2c eine Einzelheit des optischen Bauteils gemäß Fig. 2b. Fig. 2c shows a detail of the optical component shown in FIG. 2b.

Die Prüfvorrichtung gemäß den Fig. 1a, b und c verfügt über eine Beleuchtungsein richtung, bestehend aus einer Lichtquelle 1 zum Erzeugen eines kollimierten Lichtstrahles 2, einem Reflektorkörper 3 mit verspiegelten Flächen 4 und 5 und aus einem teildurchlässigen Spiegel 6. Die verspiegelte Fläche 4 hat die Form der Mantelfläche eines Kegels, die hier eine Neigung zur Kegelachse von 45° aufweist. Der die verspie gelte Fläche 4 tragende Kegel sitzt dabei im Zentrum einer Scheibe, die im Bereich ihres Randes, der Kegelmantelfläche gegenüberliegend die verspiegelte Fläche 5 trägt, die eine bezüglich der Kegelachse rotationssymmetrische Konusfläche ist. Die Konusfläche ist so geneigt, daß die beim Schnitt dieser Fläche 4 und der Fläche 5 mit einer Ebene, in der die Kegelachse liegt, entstehenden unmittelbar gegenüberliegenden.The tester device according to Fig. 1a, b and has c via a Beleuchtungsein consisting of a light source 1 for generating a collimated light beam 2, a reflector body 3 with mirrored surfaces 4 and 5 and from a partially transmitting mirror 6. The mirrored surface 4 has the shape of the lateral surface of a cone, which here has an inclination to the cone axis of 45 °. The cone bearing the mirrored surface 4 is seated in the center of a disk which, in the region of its edge, opposite the conical surface, carries the mirrored surface 5 , which is a cone surface which is rotationally symmetrical with respect to the cone axis. The conical surface is inclined in such a way that those which arise when this surface 4 and the surface 5 intersect with a plane in which the cone axis lies are directly opposite.

Schnittlinien einen spitzen Winkel bilden. Die Anordnung der Spiegelflächen 4 und 5 be wirkt, daß der von der Lichtquelle 1 koaxial auf den Kegel gerichtete Lichtstrahl 2 mit kreisförmigem Querschnitt durch Reflexion zunächst an der Spiegelfläche 4 und sodann Schnittlinien einen spitzen Winkel bilden. Die Anordnung der Spiegelflächen 4 und 5 bewirkt, daß der von der Lichtquelle 1 koaxial auf den Kegel gerichtete Lichtstrahl 2 mit kreisförmigem Querschnitt durch Reflexion zunächst an der Spiegelfläche 4 und sodann an der Spiegelfläche 5 in einen in Lichtausbreitungsrichtung konvergent zulau fenden Lichtstrahl 7 mit ringförmigem Querschnitt überführt wird. Dieser Lichtstrahl 7 wird schließlich mit Hilfe des teildurchlässigen Spiegels 6 in Richtung eines zylindri schen Prüflings 8 gelenkt. Der teildurchlässige Spiegel 6 und der Prüfling 8 sind dabei so zueinander ausgerichtet, daß der Lichtstrahl 7 die Mantelfläche des Prüflings 8 zumindest auf einem Teil seiner Länge gleichmäßig beleuchtet. Der konvergent zu laufende Lichtstrahl 7 fällt dabei bezüglich der Prüflingslängsachse 9 unter einem klei nen Winkel auf die Prüflingsoberfläche, wobei der Einfallswinkel entlang des beleuch teten Zylinderabschnittes näherungsweise als konstant anzusehen ist.Cut lines form an acute angle. The arrangement of the mirror surfaces 4 and 5 be that the light beam 2 directed coaxially from the light source 1 to the cone with a circular cross section by reflection first on the mirror surface 4 and then cut lines form an acute angle. The arrangement of the mirror surfaces 4 and 5 has the effect that the light beam 2, which is directed coaxially from the light source 1 onto the cone, has a circular cross-section by reflection first on the mirror surface 4 and then on the mirror surface 5 in a converging light beam 7 with an annular cross-section in the direction of light propagation is transferred. This light beam 7 is finally directed with the aid of the partially transparent mirror 6 in the direction of a cylindri's specimen 8 . The partially transparent mirror 6 and the test specimen 8 are aligned with one another in such a way that the light beam 7 illuminates the outer surface of the test specimen 8 uniformly at least over part of its length. The convergent light beam 7 falls with respect to the longitudinal axis 9 of the test specimen at a small angle on the test specimen surface, the angle of incidence along the illuminated cylinder section being approximately constant.

Die Prüfvorrichtung gemäß den Fig. 1a, b und c verfügt ferner über ein Bilderfas sungssystem, bestehend aus einem rotationssymmetrischen Reflektorkörper 10, in dessen Zentrum sich eine zylinderförmige Öffnung 11 befindet und der eine verspie gelte Oberfläche 12 aufweist, sowie aus einer Kamera 13. Der Durchmesser der zy linderförmigen Öffnung 11 ist größer als der Durchmesser des Prüflings 8, so daß die ser durch die Öffnung 11 hindurchbewegt werden kann. Die verspiegelte Oberfläche 12 des Reflektorkörpers 10 hat die Form einer bezüglich der Längsachse 9 rotations symmetrischen 45°-konischen Fläche. Die Kamera 13 ist auf der Verlängerung der Prüflingslängsachse 9 angeordnet und zwar so, daß die Kamera 13 mit ihrem Sicht feld 14 durch den teildurchlässigen Spiegel 6 hindurch und über die verspiegelte Oberfläche 12 des Reflektorkörpers 10 quasi senkrecht auf die Mantelfläche des Prüflings 8 blickt. Der Reflektorkörper 10 ist dabei so positioniert, daß die Kamera 13 stets auf den Bereich der Mantelfläche des Prüflings 8 blickt, der vom Lichtstrahl 7 nach Art einer Dunkelfeldbeleuchtung in einem flachen Winkel beleuchtet wird.The test apparatus according to Fig. 1a, b and c further includes a Bilderfas acquisition system, consisting of a rotationally symmetrical reflector body 10, in whose center a cylindrical opening 11 is located and a verspie applies surface 12 comprises, as well as a camera 13. The diameter of the cylindrical opening 11 is larger than the diameter of the test specimen 8 , so that the water can be moved through the opening 11 . The mirrored surface 12 of the reflector body 10 has the shape of a 45 ° conical surface that is rotationally symmetrical with respect to the longitudinal axis 9 . The camera 13 is arranged on the extension of the longitudinal axis 9 of the test object and in such a way that the camera 13 with its field of vision 14 looks through the partially transparent mirror 6 and over the mirrored surface 12 of the reflector body 10 quasi perpendicularly onto the outer surface of the test object 8 . The reflector body 10 is positioned so that the camera 13 always looks at the area of the outer surface of the test specimen 8 , which is illuminated by the light beam 7 in the manner of dark field illumination at a flat angle.

Ist die Oberfläche des Prüflings 8 frei von Kratzern, Rissen oder ähnlichen fehlerhaften Stellen, so sieht die Kamera 13 ein gleichmäßiges dunkles Bild. Sind jedoch auf der Oberfläche Fehler vorhanden, so wird das eingestrahlte Licht an den Fehlstellen gestreut, die dann von der Kamera 13 als helle Flecken erkennbar sind. Während des Prüfvorganges wird der Prüfling 8 durch die Öffnung 11 des Reflektorkörpers 10 in die Prüfvorrichtung hineinbewegt und wieder herausgezogen. Dabei nimmt die Kamera 13 in vorgegebenen zeitlichen Abständen Bilder auf und tastet somit die gesamte Mantelfläche des Prüflings 8 ab. Wahlweise kann die Oberfläche beim Hineinfahren oder beim Herausziehen geprüft werden. Zwecks Plausibilitätsprüfung ist es aber auch genausogut möglich, sowohl beim Hinein- als auch beim Hinausbewegen des Prüflings 8 Bilder aufzunehmen.If the surface of the test specimen 8 is free from scratches, cracks or similar defective areas, the camera 13 sees a uniform dark image. However, if there are flaws on the surface, the incident light is scattered at the flaws, which can then be recognized by the camera 13 as bright spots. During the test process, the test specimen 8 is moved through the opening 11 of the reflector body 10 into the test device and pulled out again. The camera 13 takes pictures at predetermined time intervals and thus scans the entire lateral surface of the test specimen 8 . Optionally, the surface can be checked when driving in or pulling out. For the purpose of a plausibility check, however, it is equally possible to take 8 pictures both when the test object is moved in and out.

Die beschriebene Prüfvorrichtung ist für Prüflinge geeignet, die eine bestimmte Länge nicht überschreiten.The test device described is suitable for test specimens that have a certain length do not exceed.

Die Fig. 2a, b und c zeigen eine Prüfvorrichtung, die zum Prüfen der Mantelfläche von zylindrischen Prüflingen beliebiger Länge eingesetzt werden kann. Diese Prüfvor richtung unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen durch ein zusätzlich im Strahlengang angeordnetes Spiegelsystem 15 und dadurch, daß die Kamera 13 hier bezüglich der Prüflingslängsachse 9 achsparallel versetzt angeordnet ist. Baugleiche Teile der Beleuchtungseinrichtung und des Bilderfassungssystems sind im übrigen mit den nämlichen Bezugszeichen versehen wie sie bei der Prüfvorrichtung gemäß den Fig. 1a, b und c verwendet wurden. Auch bei der Prüfvorrichtung gemäß den Fig. 2a, b und c wird zunächst der von der Lichtquelle 1 koaxial auf den Kegel des Re flektorkörpers 3 gerichtete kollimierte Lichtstrahl 2 mit kreisförmigem Querschnitt durch Reflexion zuerst an der Spiegelfläche 4 und danach an der Spiegelfläche 5 des Reflektorkörpers 3 in einen in Lichtausbreitungsrichtung konvergent zulaufenden Lichtstrahl 7 mit ringförmigem Querschnitt überführt. Dieser Lichtstrahl 7 wird nun aber nicht mit Hilfe des teildurchlässigen Spiegels 6 direkt in Richtung des Prüflings 8 gerichtet sondern zunächst in Richtung des Spiegelsystems 15. Das Spiegelsystem 15 verfügt über ein erstes Paar ebener, im gewählten Beispiel rechteckiger Spiegelflä chen 16, die in einem rechten Winkel zueinander stehen und eine dachähnliche Anordnung bilden, sowie über ein zweites Paar ebener Spiegelflächen 17, die gleich falls in einem rechten Winkel zueinander stehen und eine dachähnliche Anordnung bilden, jedoch zusätzlich im Bereich der Mitte ihrer gemeinsamen Kante (Dachkante) eine Öffnung 18 aufweisen, deren Durchmesser größer als der Prüflingsdurchmesser ist. Darüber hinaus verfügt das Spiegelsystem 15 über vier weitere ebene, im gewähl ten Beispiel rechteckige Spiegelflächen 19, 20, 21 und 22. Die Spiegelflächen 19, 20, 21 und 22 sind so angeordnet, daß die Ebenen jeweils benachbarter Spiegelflächen senkrecht zueinander stehen und die Ebenen gegenüberliegender Spiegelflächen einander parallel sind. Zwischen den benachbarten Spiegelflächen 19 und 20 ist das Spiegelflächenpaar 16 und zwischen den benachbarten Spiegelflächen 21 und 22 das Spiegelflächenpaar 17 plaziert und zwar jeweils in der Weise, daß die Dachkanten der Spiegelflächenpaare 16 und 17 auf einer Linie liegen und diese Linie eine der Diagona len im Rechteck darstellt, das als Schnittfigur der Ebenen, in denen die Spiegelflächen 19, 20, 21 und 22 liegen, und einer zu diesen Ebenen senkrechten Ebene ent steht. Abweichend von der in Fig. 2b dargestellten Ausbildungsform mit zwei bau teilmäßig voneinander getrennten Spiegelflächenpaaren 16, 17 ist es selbstverständ lich auch denkbar, diese Spiegelflächenpaare auf einem einzigen dachförmigen Bauteil anzuordnen. Die Verwendung eines solchen Bauteiles bietet den Vorteil eines geringeren Justageaufwandes beim Aufbau des Spiegelsystems 15.The Fig. 2a, b and c show a test apparatus that can be used for checking the lateral surface of cylindrical test pieces of any length. This Prüfvor direction differs from that described above by an additional mirror system 15 arranged in the beam path and by the fact that the camera 13 is here offset axially parallel with respect to the longitudinal axis 9 of the test object. Parts of the same construction of the lighting device and of the image acquisition system are otherwise provided with the same reference numerals as were used in the test device according to FIGS. 1a, b and c. Also, in the inspection apparatus shown in FIGS. 2a, b and c is initially coaxially from the light source 1 to the cone of the re-directed flektorkörpers 3 collimated light beam 2 with a circular cross-section by reflection first at the mirror surface 4 and then to the mirror surface 5 of the reflector body 3 transferred into a light beam 7 with an annular cross section that converges in the direction of light propagation. However, this light beam 7 is now not directed directly in the direction of the test specimen 8 with the aid of the partially transparent mirror 6 but first in the direction of the mirror system 15 . The mirror system 15 has a first pair of flat, in the selected example rectangular Spiegelflä surfaces 16 , which are at a right angle to each other and form a roof-like arrangement, and a second pair of flat mirror surfaces 17 , which are equally at right angles to each other and form a roof-like arrangement, but additionally have an opening 18 in the area of the center of their common edge (roof edge), the diameter of which is larger than the diameter of the test specimen. In addition, the mirror system 15 has four further flat, rectangular mirror surfaces 19 , 20 , 21 and 22 in the selected example. The mirror surfaces 19 , 20 , 21 and 22 are arranged such that the planes of adjacent mirror surfaces are perpendicular to one another and the planes of opposite mirror surfaces are parallel to one another. Between the adjacent mirror surfaces 19 and 20 , the pair of mirror surfaces 16 and between the adjacent mirror surfaces 21 and 22, the pair of mirror surfaces 17 is placed, in each case in such a way that the roof edges of the pairs of mirror surfaces 16 and 17 lie on a line and this line is one of the diagonals in Rectangle represents that as a sectional figure of the planes in which the mirror surfaces 19 , 20 , 21 and 22 lie, and a plane perpendicular to these planes is ent. Deviating from the embodiment shown in FIG. 2b with two mirror surface pairs 16 , 17 which are partially separated from one another in construction, it is of course also conceivable to arrange these mirror surface pairs on a single roof-shaped component. The use of such a component offers the advantage of less adjustment effort when constructing the mirror system 15 .

Das Spiegelsystem 15 bewirkt, daß der mit Hilfe des teildurchlässigen Spiegels 6 mit seinem Strahlzentrum senkrecht auf die Dachkante des Spiegelflächenpaares 16 ge richtete, einen ringförmigen Querschnitt aufweisende Lichtstrahl 7 zunächst in zwei Teilstrahlen zerlegt wird, wovon der eine Teilstrahl von der einen Spiegelfläche des Spiegelflächenpaares 16 in Richtung Spiegelfläche 19 und der andere Teilstrahl von der anderen Spiegelfläche des Spiegelflächenpaares 16 in die entgegengesetzte Rich tung, d. h. zur Spiegelfläche 20 gelenkt wird. Der auf die Spiegelfläche 19 treffende Teilstrahl wird von dieser Spiegelfläche 19 zur Spiegelfläche 21 und von der Spiegel fläche 21 zu einer der Spiegelflächen des Spiegelflächenpaares 17 reflektiert. Der auf die Spiegelfläche 20 treffende Teilstrahl wird hingegen von dieser Spiegelfläche 20 zur Spiegelfläche 22 und von dieser Spiegelfläche 22 zur anderen Spiegelfläche des Spiegelflächenpaares 17 reflektiert.The mirror system 15 causes that with the help of the partially transparent mirror 6 with its beam center perpendicular to the roof edge of the pair of mirror surfaces 16 directed ge, an annular cross-section having light beam 7 is first broken down into two partial beams, of which one partial beam from one mirror surface of the pair of mirror surfaces 16th in the direction of the mirror surface 19 and the other partial beam from the other mirror surface of the pair of mirror surfaces 16 in the opposite direction, ie directed to the mirror surface 20 . The incident on the mirror surface 19 is part-beam area of the mirror surface 19 to the mirror surface 21 and reflected from the mirror 21 to the mirror surfaces of the mirror surface pair 17th The partial beam striking the mirror surface 20 , however, is reflected from this mirror surface 20 to the mirror surface 22 and from this mirror surface 22 to the other mirror surface of the pair of mirror surfaces 17 .

Von den Spiegelflächen des Spiegelflächenpaares 17 gelangen die Teilstrahlen schließlich zum mit seiner Längsachse 9 senkrecht zur Dachkante ausgerichteten und durch die Öffnung 18 hindurchbewegbaren Prüfling 8, wobei derselbe zumindest auf einem Teil seiner Länge, d. h. auf einem Zylinderabschnitt, gleichmäßig beleuchtet wird, mit der Besonderheit, daß hier jeder dieser Teilstrahlen jeweils eine Halbzylin derfläche des Zylinderabschnitts beleuchtet. Die Teilstrahlen fallen dabei bezüglich der Prüflingslängsachse 9 wie der Lichtstrahl 7 bei der vorstehend vorgestellten Prüfvor richtung unter einem kleinen Winkel auf die Prüflingsoberfläche.From the mirror surfaces of the pair of mirror surfaces 17 , the partial beams finally reach the test specimen 8 , which is aligned with its longitudinal axis 9 perpendicular to the roof edge and can be moved through the opening 18 , the specimen being uniformly illuminated at least over part of its length, ie on a cylinder section, with the special feature that that each of these partial beams each illuminates a semi-cylindrical surface of the cylinder section. The partial beams fall with respect to the longitudinal axis 9 of the test specimen, like the light beam 7 in the test device presented above, at a small angle onto the test specimen surface.

Das den beleuchteten Zylinderabschnitt des Prüflings 8 radial verlassende Streulicht wird mittels 45°-konischer Spiegelfläche 12 des Reflektorkörpers 10 in Richtung Spiegelflächenpaar 17 gelenkt, durchläuft danach das Spiegelsystem 15 in umgekehr ter Richtung wie das Beleuchtungslicht, wird schließlich vom Spiegelflächenpaar 16 in Richtung des teildurchlässigen Spiegels 6 reflektiert, passiert denselben und wird letztlich von der dahinter angeordneten Kamera 13 erfaßt. The scattered light radially leaving the illuminated cylinder section of the test specimen 8 is directed by means of a 45 ° conical mirror surface 12 of the reflector body 10 in the direction of the pair of mirror surfaces 17 , then passes through the mirror system 15 in the opposite direction to the illuminating light, and is finally from the pair of mirror surfaces 16 in the direction of the partially transparent mirror 6 reflects, passes the same and is ultimately captured by the camera 13 arranged behind it.

Bei dieser Prüfvorrichtung kann der Prüfling 8 komplett durch die Vorrichtung hindurch geführt werden, so daß Prüflinge beliebiger Länge untersucht werden können. Wegen ihres schmalen Aufbaus ist diese Prüfvorrichtung besonders geeignet, in ein Transport system im Fertigungsprozeß integriert zu werden.In this test device, the test specimen 8 can be guided completely through the device, so that test specimens of any length can be examined. Because of its narrow structure, this test device is particularly suitable for being integrated into a transport system in the manufacturing process.

Beide Prüfvorrichtungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie lediglich mit einer einzigen Kamera, z. B. einer CCD- oder Photodioden-Array-Kamera, zur Erfassung eines komplet ten Zylinderabschnittes der Prüflingsoberfläche auskommen.Both test devices are characterized in that they only have one Camera, e.g. B. a CCD or photodiode array camera for the detection of a complete th cylinder section of the test specimen surface.

Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle des teildurchlässigen Spiegels 6 einen Ringspiegel einzusetzen.Of course, it is also possible to use an annular mirror instead of the partially transparent mirror 6 .

Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, die Kamera 13 durch einen anderen Detektor zu ersetzen. Kommt es z. B. nur darauf an, festzustellen, ob der Prüfling 8 Oberflächen fehler aufweist, d. h. ohne genaue Lokalisierung derselben, so kann als Detektor auch eine lageempfindliche Diode zum Einsatz kommen.It is also within the scope of the invention to replace the camera 13 with another detector. Is it z. If, for example, you only want to determine whether the test object 8 has surface defects, ie without exactly locating the same, a position-sensitive diode can also be used as the detector.

Claims

1. Method for optical inspection of the lateral surface of cylindrical bodies, such as Shafts, piston rods, axles and the like, in which a colli light beam with a circular cross-section is generated, this light beam then into a converging light beam with an annular Cross section is transferred and the converging light beam thus in Direction of the cylindrical body is steered that the convergent de light beam with respect to the longitudinal axis of the body at a small angle the lateral surface falls, and at least one cylinder section of the body is evenly illuminated, and with a light signal detection system the scattered light radially leaving the illuminated cylinder section is detected.

2. The method according to claim 1, characterized, that the converging light beam is broken down into two partial beams and each of these partial beams be a semi-cylindrical surface of the cylinder section shines.

3. Device for optically checking the lateral surface of cylindrical bodies, in particular for carrying out the method according to claim 1, consisting of

- a lighting unit with
- a light source ( 1 ) for generating a collimated light beam with a circular cross section,
- - An optical component that converts the light beam with a circular cross section into a converging light beam ( 7 ) with an annular cross section and
- - A partially transparent mirror ( 6 ) or an annular mirror that directs the converging light beam ( 7 ) in the direction of the cylindrical body ( 8 ) that this light beam ( 7 ) with respect to the longitudinal axis ( 9 ) falls at a small angle on the lateral surface and uniformly illuminates at least one cylinder section there, and

consisting of

- A light signal detection system with
- a rotationally symmetrical reflector body ( 10 ) which has an opening ( 11 ) in its center through which the cylindrical body ( 8 ) can be moved and which has a 45 ° conical mirror surface ( 12 ) with respect to the longitudinal axis ( 9 ), with which the scattered light radially leaving the illuminated cylinder section is directed in the direction of the partially transparent mirror ( 6 ), and
- A detector that detects the scattered light passing through the partially transparent mirror ( 6 ).

4. The device according to claim 3, characterized in that the optical component, which converts the light beam with a circular cross section into a converging light beam ( 7 ) with an annular cross section, is a reflector body ( 3 ) which has a first mirror surface ( 4 ) , which is the outer surface of a cone arranged in the center of a disc, and which has a second mirror surface ( 5 ) which is a conical surface arranged in the region of the disc edge and coaxial to the cone.

5. The device according to claim 4, characterized in that the conical surface has an inclination to the cone axis of 45 ° and the conical surface is inclined so that when cutting these mirror surfaces ( 4 and 5 ) with a plane in which the cone axis lies, arise Directly opposite cutting lines form an angle less than 90 °.

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that a mirror system ( 15 ) is additionally arranged in the beam path, which converges the converging light coming from the partially transparent mirror ( 6 ) converging light beam ( 7 ) into two partial beams and axially offset them Part rays len in the direction of the cylindrical body ( 8 ) steers that each of these parts radiate a half-cylinder surface of the cylinder section illuminated, and that the radially leaving scattered light reflected from the reflector body ( 10 ) directs towards partially transparent mirror ( 6 ).

7. The device according to claim 6, characterized in that the mirror system ( 15 ) has a first pair and a second pair at right angles to each other and a roof-like arrangement forming planar mirror surfaces ( 16 and 17 ), the first pair of mirror surfaces ( 16th ) the light beam ( 7 ) coming from the partially transparent mirror ( 6 ) broken down into two partial beams and the second pair of mirror surfaces ( 17 ) in the area of the roof edge center has an opening ( 18 ) through which the cylindrical body ( 8 ) is axially movable, and that Mirror system ( 15 ) has four further flat mirror surfaces ( 19 , 20 , 21 and 22 ) which are arranged such that the planes of adjacent mirror surfaces are perpendicular to one another and the planes of opposite mirror surfaces are parallel to one another, and that the first pair of mirror surfaces ( 16 ) between two adjacent mirror surfaces ( 19 , 20 ) and the second pair of mirror surfaces ( 17 ) is placed between the two remaining mirror surfaces ( 21 , 22 ) in such a way that the roof edges of the pairs of mirror surfaces ( 16 , 17 ) lie on a line and this line represents one of the diagonals in the rectangle, which is the sectional figure of the planes in which the mirror surfaces ( 19 to 22 ), and a plane perpendicular to these planes is created.

8. The device according to claim 7, characterized in that the mirror surface pairs ( 16 , 17 ) are arranged on a single roof-shaped component.

9. Device according to one of claims 3 to 8, characterized, that the detector is designed as a position-sensitive diode.

10. The device according to one of claims 3 to 8, characterized, that the detector is a photodiode array camera.

11. Device according to one of claims 3 to 8, characterized in that the detector is a CCD camera ( 13 ).