DE19837084A1 - Verfahren zur optischen Erkennung von Schweißnähten zwischen einer Radschüssel und einer Radfelge eines Kfz-Rades und Meßvorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Erkennung von Schweißnähten zwischen einer Radschüssel und einer Radfelge eines Kfz-Rades (1), wobei das Kfz-Rad (1) in Drehung versetzt wird, ein bestimmter Bereich des Kfz-Rades (1) durch ein geeignetes Meßinstrument (2) optisch erfaßt und die erfaßten Meßdaten in einer Auswerteeinheit (4) ausgewertet werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß während des im wesentlichen eine volle Umdrehung andauernden Meßvorgangs Grauwerte des Kfz-Rades (1) gemessen werden, bei deren Auswertung gegebenenfalls auf das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Schweißnaht geschlossen wird, wobei die nach dem Meßvorgang ermittelte Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte mit einer gespeicherten Referenzzahl verglichen und in Abhängigkeit davon ein entsprechendes Signal erzeugt wird. Das Verfahren eignet sich gut zu einer 100%-Qualitätssicherung und zu einer qualitätsabhängigen Steuerung des Fertigungsumfeldes. Des weiteren wird eine Meßvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Erkennung von Schweißnähten zwischen einer Radschüssel und einer Radfelge eines Kfz-Rades, wobei das Kfz-Rad in Drehung versetzt wird, ein bestimmter Bereich des Kfz-Rades durch ein geeignetes Meßinstrument optisch erfaßt und die erfaßten Meßdaten in einer Auswerteeinheit ausgewertet werden.

Ein derartiges Verfahren ist aus der ATZ Automobil Technische Zeitschrift 99 (1997) 9, Seite 580 bekannt. Das dort erwähnte Verfahren arbeitet nach dem bekannten Lichtschnittverfahren. Dieses Verfahren dient in erster Linie dazu, Höheninformationen in einem flächenhaften Bild durch einen Lichtstrahl zu codieren und daraus Informationen über die Geometrie und Form einer Schweißnaht abzuleiten.

Die DE 43 12 241 A1 offenbart ein Verfahren zur Nahtvermessung, wobei eine Kombination von Lichtschnittverfahren und Graubildauswertung derart vorgeschlagen wird, daß beide in alternierender Weise zur Anwendung kommen. Bei diesem Verfahren geht es um die Vermessung der Lage der Naht.

Im vorgenannten Stand der Technik werden jedoch keine Hinweise gegeben, wie ein derartiges Verfahren auszubilden ist, daß in der Räderfertigung eine 100%- Qualitätssicherung und eine qualitätsabhängige Steuerung des Fertigungsumfeldes ermöglicht wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der obengenannten Art bereitzustellen, welches in der Räderfertigung eine 100%- Qualitätssicherung und eine qualitätsabhängige Steuerung des Fertigungsumfeldes erlaubt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale gemäß Anspruch 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren vorgesehen, bei dem während des im wesentlichen eine volle Umdrehung andauernden Meßvorgangs Grauwerte des Kfz-Rades gemessen werden, bei deren Auswertung gegebenenfalls auf das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Schweißnaht geschlossen wird, wobei die nach dem Meßvorgang ermittelte Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte mit einer gespeicherten Referenzzahl verglichen und in Abhängigkeit davon ein entsprechendes Signal erzeugt wird. Auf diese Weise kann auf vergleichsweise einfache Weise eine 100%-Qualitätssicherung durchgeführt werden. Entspricht die Anzahl der als ordnungsgemäß erkannten Schweißnähte der erforderlichen Anzahl (bspw. 4, 6 oder 8) ordnungsgemäßer Schweißnähte für einen bestimmten Radtyp, so liegt eine 100%-Qualität vor und ein entsprechendes Signal ("gut") wird erzeugt. Dieses Signal kann beispielsweise einer SPS-Steuerung zugeführt werden, welche eine Transporteinrichtung ansteuert, die das als gut bewertete Kfz-Rad zu nachgeschalteten Fertigungsprozessen leitet. Bei Unterschreitung der erforderlichen Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte wird entsprechend ein anderes Signal ("schlecht") erzeugt und an die SPS-Steuerung weitergeleitet, so daß eine Aussonderung des als schlecht erkannten Kfz-Rades aus dem Fertigungsprozeß möglich ist. Das erzeugte Signal kann also leicht zur qualitätsabhängigen Steuerung des Fertigungsumfeldes genutzt werden.

Gemäß einer sinnvollen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß lediglich die Grauwerte von Einbrandmarken der Schweißnähte gemessen werden. Da die Einbrandmarken an der Umfangsaußenfläche der Radfelge sichtbar sind, braucht die Messung nicht im Innenbereich der Radfelge zu erfolgen und der in das Fertigungsumfeld zu integrierende Meßaufbau wird erheblich vereinfacht.

Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß bei der Meßauswertung die Meßwerte wenigstens mit einem Referenzgrauwert und wenigstens einem Referenzgeometriewert für eine ordnungsgemäße Schweißnaht bzw. Einbrandmarke verglichen werden. Besonders vorteilhaft kann dabei vorgesehen sein, daß die Meßwerte mit einem unteren und einem oberen Referenzgrauwert und mit zwei Referenzgeometriewerten verglichen werden, wobei der eine Referenzgeometriewert die erforderliche Mindestlänge und der andere Referenzgeometriewert die maximal erlaubte Unterbrechung einer ordnungsgemäßen Schweißnaht bzw. Einbrandmarke darstellt. Durch zwei Referenzgrauwerte ist es möglich, nicht zu einer ordnungsgemäßen Schweißnaht bzw. Einbrandmarke gehörige Grauwerte, beispielsweise die einer Verunreinigung, herauszufiltern und innerhalb der Grauwerte einer Schweißnaht bzw. Einbrandmarke nochmals zwischen ordnungsgemäßen und nicht ordnungsgemäßen Grauwerten zu differenzieren. Die erforderliche Mindestlänge und die maximal erlaubte Unterbrechung stellen wichtige geometrische Größen für eine ordnungsgemäße Schweißnaht bzw. Einbrandmarke dar, welche leicht optisch zu erfassen sind.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, daß die Meßergebnisse bzw. Referenzwerte optisch dargestellt werden. Dabei ist es höchst vorteilhaft, wenn die Meßergebnisse bzw. Referenzwerte graphisch und/oder alphanumerisch dargestellt werden. Auf diese Weise kann eine Kontrollperson die Meßergebnisse und die gültigen Referenzwerte sehr schnell erfassen.

Das Verfahren läßt sich auf unterschiedliche Bedingungen (bspw. Rädertypen, Schweißverfahren) sehr flexibel anwenden, wenn folgende Parameter frei konfigurierbar sind.

• - Referenzzahl für die Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte bzw. Einbrandmarken
• - erforderliche Mindestlänge einer ordnungsgemäßen Schweißnaht bzw. Einbrandmarke
• - maximal erlaubte Unterbrechung einer ordnungsgemäßen Schweißnaht bzw. Einbrandmarke
• - Referenzgrauwerte
• - Erfassungsbereich.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß ein Meßvorgang durch zwei Triggersignale begrenzt wird, wobei das erste Triggersignal nach Erreichen einer bestimmten Vergleichsdrehzahl und das zweite Triggersignal nach Durchführung einer 360°- Drehung des Kfz-Rades erzeugt wird. Auf diese Weise kann auf einfache Art ein definierter Meßvorgang erzielt werden, der eine volle Umdrehung des Kfz-Rades und somit alle gegebenenfalls vorhandenen Schweißnähte erfaßt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung zur Durchführung des Meßverfahrens bereitzustellen. Eine solche Meßvorrichtung weist erfindungsgemäß eine Videokamera, eine Beleuchtungseinrichtung, einen PC, einen Kontrollmonitor sowie einen geeigneten Drehantrieb auf. Mittels des geeigneten Drehantriebs kann das zu messende Kfz- Rad in Drehung versetzt werden, wobei eine Videokamera bei geeigneter Beleuchtung gut zur Grauwerterfassung einsetzbar ist. Im PC können eine geeignete Verarbeitungssoftware hinterlegt und entsprechende auf einen bestimmten Radtyp zugeschnittene Parameter frei und komfortabel konfiguriert werden. Der Kontrollmonitor dient zur einfachen optischen Anzeige der Meßergebnisse.

Der PC ist vorteilhafterweise mit einer SPS-Steuerung verbunden, so daß vom PC erzeugte messungsabhängige Signale an diese weitergeleitet und somit besonders einfach zur Steuerung des Fertigungsumfeldes dienen können.

Im folgenden soll nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen

Fig. 1 einen prinziphaft dargestellten beispielhaften Meßaufbau zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 einen prinziphaften Längsschnitt durch ein aus Radschüssel und -felge zusammengeschweißtes Kfz-Rad mit angedeuteter Kamera;

Fig. 3 eine stark vereinfachte Draufsicht auf die Radfelge gemäß Ansicht III in Fig. 2;

Fig. 4 prinziphaft die graphische Darstellung eines möglichen Meßergebnisses auf einem nicht näher dargestellten Kontrollmonitor.

Zunächst soll auf die Fig. 1 Bezug genommen werden. Dort ist ein Kfz-Rad 1 ersichtlich, welches sich in Meßposition auf einem nicht näher dargestellten Drehantrieb im Bereich einer Kamera 2 und einer gestrichelt angedeuteten Beleuchtungseinrichtung 3 befindet. Für den Meßvorgang wird das Kfz-Rad 1 in Drehung versetzt (vgl. Drehpfeil), wobei vorteilhafterweise gleichzeitig der Höhen- bzw. Seitenschlag des Kfz-Rades 1 mittels einer geeigneten, beispielsweise am Umfang des Kfz-Rades 1 berührenden Meßeinrichtung 6 gemessen werden kann, um dadurch Prüfarbeitsgänge einzusparen. Die Beleuchtungseinrichtung 3 zur Ausleuchtung des zu messenden Bereiches ist vorteilhafterweise eine Spezialbeleuchtung, welche eine weitestgehend reflexionsfreie Ausleuchtung ermöglicht. Die Kamera 2 ist eine Kamera, welche das jeweils aufgenommene Bild in entsprechende Grauwerte umsetzen kann, beispielsweise eine CCD-Videokamera. Die von der Kamera 2 erfaßten Meßdaten werden einer programmierbaren Auswerteeinheit 4, beispielsweise in Form eines PC zugeführt. In der Auswerteeinheit 4 sind noch näher zu erläuternde Referenzwerte gespeichert, in deren Abhängigkeit die erfaßten Meßdaten ausgewertet und ein entsprechendes Signal für eine nachgeschaltete, den Fertigungsfluß steuernde SPS-Steuerung 5 erzeugt wird.

Die Dauer des Meßvorgangs muß dabei notwendigerweise mit der Taktzeit des Produktionsablaufs synchronisierbar sein, darf also nicht länger als diese sein. Die Position des Kfz-Rades 1 vor der Meßposition ist mit 1' angedeutet, die Position eines als ordnungsgemäß geschweißten Kfz-Rades nach dem Weitertransportieren mit 1'', die eines als nicht ordnungsgemäß geschweißten mit 1''' angedeutet.

Ferner ist in Fig. 1 ein Kontrollmonitor 7 angedeutet, mit dem die Meßergebnisse eines Meßvorgangs optisch angezeigt werden und somit für eine Kontrollperson sehr leicht nachvollziehbar sind (vgl. auch Fig. 4).

In Fig. 2 ist ein prinziphafter Längsschnitt durch das zu prüfende Kfz-Rad 1 dargestellt, wobei nur eine Symmetriehälfte ersichtlich ist. Das Kfz-Rad 1 besteht aus einer Radfelge 10 und einer Radschüssel 11. Die Radschüssel 11 wird zunächst mittels einer Preßpassung von oben in die Radfelge 10 hineingedrückt und anschließend mit der Radfelge 10 verschweißt. Die Schweißung kann beispielsweise mittels eines vierköpfigen Schweißständers erfolgen, wobei die Schweißköpfe um ca. 90° versetzt sind. Beim Schweißvorgang (z. B. CO₂- Schutzgasschweißen) wird das Kfz-Rad 1 gegenüber dem nicht dargestellten Schweißköpfen um einen bestimmten Winkel verdreht, so daß nach Beendigung des Schweißvorganges in diesem Falle vier in etwa um 90° versetzte, zwischen Radfelge 10 und Radschüssel 11 befindliche Schweißnähte 8 entstehen. Je nach Anwendungsfall ist es natürlich denkbar, daß die Anzahl der Schweißnähte variiert, beispielsweise auf sechs oder acht um den Umfang der Radschüssel 11 verteilte Schweißnähte erhöht wird. Durch die beim Schweißprozeß erzeugte Hitze entstehen auf der Umfangsaußenseite der Radfelge 10 sichtbare Einbrandmarken 9. Aufgrund der Verfärbung und der Länge der Einbrandmarken 9 lassen sich Rückschlüsse auf die dazugehörigen Schweißnähte 8 ziehen. Eine ordnungsgemäße Schweißnaht 8 verursacht eine bestimmte Einfärbung bzw. Eindunkelung der zugehörigen Einbrandmarke 9. Dort wo die Einfärbung der Einbrandmarke unter diesem Wert liegt, ist demzufolge von einem Nahtfehler, beispielsweise einer Nahtunterbrechung, auszugehen. Dies macht man sich zunutze und kann somit bereits durch Aufnahme der Einbrandmarken 9, beispielsweise durch die dargestellte Kamera 2, indirekt eine Kontrolle der Schweißnähte 8 durchführen. Die Einfärbung der Einbrandmarken 9 wird durch die Kamera 2 in entsprechende Grauwerte umgesetzt, die in der Auswerteeinheit 4 weiterverarbeitet werden können. Natürlich ist darauf zu achten, daß die Kamera 2 und die in Fig. 2 nicht dargestellte Beleuchtungseinrichtung 3 (diese kann auch in der Kamera 2 integriert sein) derart positioniert sind, daß die Einbrandmarken 9 innerhalb eines Öffnungswinkels 20 der Kamera 2 liegen und dieser Bereich ausreichend ausgeleuchtet wird.

In Fig. 3 ist nun das Kfz-Rad 1 in der umfangsseitigen Draufsicht auf die Radfelge 10 dargestellt. Die Einbrandmarken 9 weisen in der Draufsicht in etwa eine elliptische Form auf, wobei ihre Längsachse in Umfangsrichtung der Radfelge 10 weist. Ausgehend von einer unteren Stirnseite des Kfz-Rades 1 sind die Einbrandmarken 9 in einer bestimmten Höhe h um den Umfang der Radfelge 10 verteilt angeordnet. Die Höhe h kann natürlich je nach Radtyp variieren. Daher weist die Kamera 2 vorteilhafterweise eine innerhalb des Öffnungswinkels 20 liegende, verstellbare optische Erfassungsfläche 13 auf, die vertikal verstellbar und somit an die Höhe h der Einbrandmarken 9 anpaßbar ist. Ferner ist eine quer zur Umfangsrichtung der Radfelge 10 verlaufende Einbrandmarke 12 ersichtlich. Die Einbrandmarke 12 rührt aus der Verschweißung der beiden Enden eines ringförmig gebogenen Blechs, aus dem die Radfelge 10 gebogen ist. Die Einbrandmarke 12 weist eine bestimmte Breite B auf und kann relativ zu den Einbrandmarken 9 eine beliebige Position einnehmen, beispielsweise direkt an eine Einbrandmarke 9 anschließen, wie in Fig. 3 gezeigt. Sie kann aber beispielsweise auch durch eine Einbrandmarke 9 hindurchlaufen.

Einbrandmarken 9, die auf eine ordnungsgemäße Schweißnaht 8 schließen lassen, müssen im Bereich einer bestimmten Länge L liegen. Die Länge L ist selbstverständlich von der Anzahl der vorgesehen Schweißnähte 8 und den jeweiligen Festigkeitsanforderungen abhängig.

Eine von der Kamera 2 gemessene Einbrandmarke 9 läßt dann auf eine unzureichende Schweißnaht 8 schließen, wenn entweder die Einfärbung (Grauwert) der Einbrandmarke 9 oder deren Länge L zu niedrig ist. Wie in Fig. 3 dargestellt, kann es auftreten, daß die quer verlaufende Einbrandmarke 12 direkt an eine Einbrandmarke 9 anschließt. Die Einbrandmarke 12 weist wie gesagt eine bestimmte bekannte Breite B auf. So kann sich bei der Messung ergeben, daß die Länge L einer Einbrandmarke 9 zwar unterhalb des vorgeschriebenen Sollwertes liegt, jedoch zuzüglich der Breite B der quer verlaufenden Einbrandmarke 12 der gemessene Gesamtwert dem Sollwert entspricht. Vorteilhafterweise wird dies durch das Meßverfahren in der Auswerteeinheit 4 softwaremäßig herausgefiltert. Im vorliegenden Fall würden die zusätzlichen Grauwerte der Einbrandmarke 12 als solche erkannt und die Breite B, deren Wertebereich in etwa bekannt und softwaremäßig daher hinterlegbar ist, von der gemessenen Gesamtlänge der Grauwerte subtrahiert. Der Restwert muß dann dem Sollwert für die Länge L einer Einbrandmarke 9 entsprechen, damit die dazugehörige Schweißnaht 8 als ordnungsgemäß erkannt wird.

Gleichermaßen wie das Vorliegen von zu kurzen Einbrandmarken 9 bzw. den korrespondierenden Schweißnähten 8 können natürlich auch Nahtunterbrechungen vorliegen. Diese dürfen eine maximale Länge nicht überschreiten, ohne daß es zu einer Festigkeitseinbuße kommt. Der Grenzwert einer solchen maximal erlaubten Nahtunterbrechung soll als NUmax bezeichnet werden.

Fig. 4 zeigt, wie nach einer durchgeführten Messung das Meßergebnis für eine Kontrollperson leicht erfaßbar auf dem Kontrollmonitor 7 dargestellt werden kann. So ist eine Grauwertkurve G ersichtlich, in der die über den Umfang der Radfelge 10 gemessenen Grauwerte ersichtlich sind. Desweiteren ist ein unterer Schwellwert S1 und ein oberer Schwellwert S2 ersichtlich, welche jeweils softwaremäßig einstellbar sind.

Der erste Schwellwert S1 dient zur Herausfilterung von nicht zu einer Einbrandmarke 9 bzw. Schweißnaht 8 gehörigen Grauwerten, beispielsweise von Grauwerten 14, die von einer Verschmutzung der Radfelge 10 herrühren. Der obere Schwellwert S2 dient zur Festlegung des eigentlichen Sollgrauwertes für eine ordnungsgemäße Einbrandmarke 9 bzw. Schweißnaht 8. In Abhängigkeit der gemessenen Grauwerte sind oben als ordnungsgemäß erkannte Schweißnähte 8 optisch, beispielsweise als Rechtecke, dargestellt. So ist eine erste Schweißnaht 8a als ordnungsgemäß erkannt, da die gemessenen Grauwerte der zugehörigen Einbrandmarke 9 sämtlich über dem oberen Schwellwert S2 liegen. Des weiteren ist eine zweite Schweißnaht 8b optisch dargestellt, wobei diese im mittleren Bereich ihrer Länge eine Nahtunterbrechung NU aufweist. Die Nahtunterbrechung NU rührt von dem Absinken der gemessenen korrespondierenden Grauwerte in diesem Bereich unter den unteren Schwellwert S1. Würde die Nahtunterbrechung NU den maximal erlaubten Grenzwert NUmax überschreiten, so würde die Schweißnaht 8b insgesamt als nicht ordnungsgemäß erkannt und daher optisch auch nicht dargestellt werden. Weiterhin ist eine dritte Schweißnaht 8c nur gestrichelt angedeutet, was darauf hindeuten soll, daß sie nach der Messung optisch nicht dargestellt wird. Dies rührt daher, daß die korrespondierenden Grauwerte sämtlich unter dem oberen Schwellwert S2 liegen. Ebenso ist eine vierte Schweißnaht 8d lediglich gestrichelt angedeutet. Obwohl die gemessenen Grauwerte der korrespondierenden Einbrandmarke 9 oberhalb des oberen Schwellwertes S2 liegen, wird die Schweißnaht 8d nicht optisch dargestellt, da die in Umfangsrichtung des Kfz-Rades 1 gemessene Länge der über dem oberen Schwellwert S2 gemessenen Grauwerte, also die Länge der ordnungsgemäßen Einbrandmarke 9, unterhalb der geforderten und softwaremäßig vorgebbaren Mindestlänge Lmin einer Einbrandmarke ist.

Somit kann eine Kontrollperson nach einem erfolgten Meßvorgang auf einen Blick die Anzahl der als ordnungsgemäß erkannten Schweißnähte 8 erfassen.

Wie anfangs erwähnt, kann die Anzahl der im Kfz-Rad 1 erforderlichen ordnungsgemäßen und zu messenden Schweißnähte 8 unterschiedlich, beispielsweise vier, sechs oder acht betragen. Die jeweils notwendige Anzahl soll als Sollanzahl S bezeichnet werden, wobei die Sollanzahl S softwaretechnisch auch über die Auswerteeinheit 4 eingestellt werden kann.

Der Meßvorgang soll nun noch einmal kurz zusammengefaßt werden:

Vor Beginn der Prüfung einer Serie von geschweißten Kfz-Rädern 1 muß die Kontrollperson über die Auswerteeinheit 4, welche beispielsweise ein PC sein kann, folgende Parameter eingeben, die vom jeweiligen Radtyp bzw. einem Referenzrad abhängen. So können folgende Werte über eine bedienfreundliche Oberfläche eingegeben werden:

• - Sollanzahl S der Schweißnähte (vier, sechs, acht, etc.)
• - Mindestlänge Lmin einer Einbrandmarke (Schweißnaht)
• - maximal erlaubte Nahtunterbrechung NUmax
• - unterer Schwellwert S1
• - oberer Schwellwert S2
• - Position der Erfassungsfläche 13
• - Öffnungswinkel 20 der aufgenommenen Kamerabilder.

Erreicht nun während der Überprüfung einer Serie von Kfz-Rädern 1 ein Kfz-Rad 1 die Meßposition, so wird es mittels eines geeigneten Drehantriebs (nicht dargestellt) in Drehung versetzt. Sobald eine bestimmte Vergleichsdrehzahl erreicht ist (beispielsweise 360° pro Sekunde), wird ein Triggersignal gesendet und die Messung beginnt. Nach einer vollen Umdrehung des Kfz-Rades 1, was beispielsweise über einen Winkeldecoder festgestellt werden kann, wird ein zweites Triggersignal ausgelöst und die Messung beendet. Während der Messung werden von der Kamera 2 eine Vielzahl von Bildern, beispielsweise 25 Bilder à 40 msec gemacht, wobei jedes Einzelbild in Abhängigkeit des eingestellten Öffnungswinkels 20 eine bestimmte Umfangsfläche der Radfelge 10 erfaßt. So werden mehrere Einzelbilder von jeder Einbrandmarke 9 gemacht. Die in der Auswerteeinheit 4 hinterlegte Verarbeitungssoftware ordnet in Abhängigkeit der vorgegebenen Sollanzahl S der Schweißnähte 8 die durch die Einzelbilder gemessenen Grauwerte bestimmten Einbrandmarken 9 zu und stellt das Meßergebnis schließlich in der in Fig. 4 dargestellten Art dar. Zusätzlich zu der optischen Anzeige gemäß Fig. 4 kann auf dem Kontrollmonitor 7 nach dem Meßvorgang noch die Sollanzahl S der Schweißnähte 8, die Anzahl der bereits durchgeführten Messungen und die Anzahl der dabei als ordnungsgemäß erkannten Kfz- Räder 1 numerisch dargestellt werden. Ein Kfz-Rad 1 gilt nur dann als ordnungsgemäß, wenn die Anzahl der als ordnungsgemäß bewerteten Schweißnähte 8 der Sollanzahl S der Schweißnähte entspricht. In diesem Fall wird von der Auswerteeinheit 4 ein Freigabesignal ("gut") zur SPS-Steuerung 5 gesendet, die das gemessene Kfz-Rad 1 als ordnungsgemäß weiterleitet (Position 1'' in Fig. 1). Anderenfalls wird ein Fehlersignal ("schlecht") an die SPS- Steuerung 5 geleitet und das als fehlerhaft erkannte Kfz-Rad 1 ausgesondert (Position 1''').

Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Schweißnähte 8 indirekt durch Erfassung der Grauwerte der korrespondierenden Einbrandmarken 9 geprüft werden. Da die Einbrandmarken 9 auf der Außenumfangsseite der Radfelge 10 sichtbar sind, kann durch diese Indirekterfassung ein sehr einfacher Meßaufbau realisiert werden, der die Integration in ein bestehendes Fertigungsumfeld wesentlich erleichtert. Natürlich ist auch die optische Messung der Schweißnähte 8 selbst möglich, dies ist jedoch mit höherem Aufwand verbunden.

Bezugszeichenliste

1

Kfz-Rad

2

Kamera

3

Beleuchtungseinrichtung

4

Auswerteeinheit (PC)

5

SPS-Steuerung

6

Meßeinrichtung für Höhen- und Seitenschlag

7

Kontrollmonitor

8

Schweißnaht

8

a-d erste bis vierte Schweißnaht

9

Einbrandmarke

10

Radfelge

11

Radschüssel

12

quer verlaufende Einbrandmarke

13

Erfassungsfläche der Kamera

2

14

Grauwerte von einer Verschmutzung

20

Öffnungswinkel der Kamera

2

h Höhe der Einbrandmarken
L Länge der Einbrandmarken
B Breite der quer verlaufenden Einbrandmarken
Lmin Mindestlänge einer Einbrandmarke
NUmax maximal erlaubte Nahtunterbrechung
G Grauwertkurve
S1 unterer Schwellwert
S2 oberer Schwellwert
S Sollanzahl der Schweißnähte

Claims (10)

1. Verfahren zur optischen Erkennung von Schweißnähten (8) zwischen einer Radschüssel (11) und einer Radfelge (10) eines Kfz-Rades (1), wobei das Kfz-Rad (1) in Drehung versetzt wird, ein bestimmter Bereich (13) des Kfz-Rades (1) durch ein geeignetes Meßinstrument (2) optisch erfaßt und die erfaßten Meßdaten in einer Auswerteeinheit (4) ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, daß während des im wesentlichen eine volle Umdrehung andauernden Meßvorgangs Grauwerte des Kfz- Rades (1) gemessen werden, bei deren Auswertung gegebenenfalls auf das Vorliegen einer ordnungsgemäßen Schweißnaht (8a, 8b) geschlossen wird, wobei die nach dem Meßvorgang ermittelte Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte (8a, 8b) mit einer gespeicherten Referenzzahl (S) verglichen und in Abhängigkeit davon ein entsprechendes Signal erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Grauwerte von Einbrandmarken (9) der Schweißnähte (8) gemessen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Meßauswertung die Meßwerte wenigstens mit einem Referenzgrauwert (S2) und wenigstens einem Referenzgeometriewert (Lmin) für eine ordnungsgemäße Schweißnaht (8) bzw. Einbrandmarke (9) verglichen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Meßauswertung die Meßwerte mit einem unteren und einem oberen Referenzgrauwert (S1, S2) und mit zwei Referenzgeometriewerten (Lmin, NUmax) verglichen werden, wobei der eine Referenzgeometriewert (Lmin) die erforderliche Mindestlänge und der andere Referenzgeometriewert (NUmax) die maximal erlaubte Unterbrechung einer ordnungsgemäßen Schweißnaht (8) bzw. Einbrandmarke (9) darstellt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse bzw. Referenzwerte optisch dargestellt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßergebnisse bzw. Referenzwerte graphisch und/oder alphanumerisch dargestellt werden.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens folgende Parameter frei konfigurierbar sind:

• - Referenzzahl (S) für die Anzahl ordnungsgemäßer Schweißnähte (8) bzw. Einbrandmarken (9)
• - erforderliche Mindestlänge (Lmin) einer ordnungsgemäßen Schweißnaht (8) bzw. Einbrandmarke (9)
• - maximal erlaubte Unterbrechung (NUmax) einer ordnungsgemäßen Schweißnaht (8) bzw. Einbrandmarke (9)
• - Referenzgrauwerte (S1, S2)
• - Erfassungsbereich (13).

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßvorgang durch zwei Triggersignale begrenzt wird, wobei das erste Triggersignal nach Erreichen einer bestimmten Vergleichsdrehzahl und das zweite Triggersignal nach Durchführung einer 360°-Drehung des Kfz-Rades (1) erzeugt wird.

9. Meßvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine Videokamera (2), eine Beleuchtungseinrichtung (3), einen PC (4), einen Kontrollmonitor (7) sowie einen geeigneten Drehantrieb umfaßt.

10. Meßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der PC (4) mit einer SPS-Steuerung (5) verbunden ist.