DE2542904A1 - PROCEDURE FOR INSPECTING AN ITEM - Google Patents
PROCEDURE FOR INSPECTING AN ITEMInfo
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Description
Gesellschaft Tür AutomationsanlagenCompany door automation systems
Dipl.-Ing. Klaus P. Vetter & Co. KGDipl.-Ing. Klaus P. Vetter & Co. KG
5358 Bad Münstereifel5358 Bad Münstereifel
Ohlerath VM 1Ohlerath VM 1
18. Sept. 1975Sept. 18, 1975
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, das es erlaubt, die Begrenzungslinien und die Beschaffenheit der Oberflächen eines flächenhaften Gegenstandes zu prüfen.The subject of the present invention is a method which allows the delimitation lines and the texture to check the surfaces of a flat object.
Zur Prüfung von flächenhaften Gegenständen auf den Veäafef ihrer Begrenzungslinien und zum Vergleich dieser Prüfung mit einem Mister ist es bisher bekannt gewesen, soweit das Material des PrüflA^gs es zuläßt, die Verzerrung elektrischer und/ oder magnetischer Felder durch die Prüflinge auszunutzen. Dieses Verfahren ist abhängig vom Material des Prüflings und somit nur begrenzt einsetzbar. Es ist weiterhin bereits vorgeschlagen worden, für die Prüfung von in ihren Umrissen vorgegebenen Körpern, die bei Anschlag an eine Anlagekante eine vorgegebene, begrenzte Anzahl von Lagen einnehmen können, Fernsehkameras zu verwenden, die bestimmte kritische Zeilen des Beobachtungsfeldes abtasten. Damit war zwar eine Kontrolle dieser Gegenstände auf bestimmte, örtlich auf den Gegenständen verteilte Qualitäten möglich, jedoch erlaubt dieses Verfahren nicht die Überprüfung der Begrenzungslinien und der Oberfläche des Prüflinge in ihrer Gesamtheit. Zudem bedarf die Umstellung auf anders geformte Prüflinge eines erheblichen Aufwandes an Vorarbeit.For testing flat objects on the Veäafef its boundary lines and to compare this test with a mister, it has been known so far as far as the material is concerned of the test allows the distortion of electrical and / or magnetic fields through the test objects. This procedure depends on the material of the test object and thus Can only be used to a limited extent. It has also been proposed for the examination of given outlines Bodies that can occupy a specified, limited number of positions when they strike a contact edge, To use television cameras that scan certain critical lines of the field of observation. That was a control These objects are possible to certain qualities locally distributed on the objects, but this method allows not checking the boundary lines and the surface of the test object in its entirety. In addition, the changeover is necessary on differently shaped test objects a considerable amount of preparatory work.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Prüfungsverfahren anzugeben, mit dem es bei einem flächenhaften Gegenstand möglich ist, dessen Begrenzungslinien und darüber hinaus dessen Oberflächenbeschaffenheit mit einem Muster zu vergleichen, ohne die Lage des Gegenstandes im Be-The present invention is based on the object of specifying a testing method with which it can be used in a two-dimensional Object is possible, its boundary lines and also its surface texture with a To compare patterns without determining the position of the object in the
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obachtungsfeld einer fest montierten Fernsehkamera zu verändern.to change the observation field of a permanently mounted television camera.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Prüfen der Begrenzungslinien eines flächenhaften Gegenstandes mit Hilfe einer in Polarkoordinaten aufnehmenden Fernsehkamera und unterscheidet sich von dem Bekannten dadurch, daß die Kamera in einem ersten Schritt durch Vergleich der Gegenstandsteilflächen beiderseits der O°-l8O°-Linie und der 9O°-27O°-Linie der Kamera den Schwerpunkt der Gegenstandsfläche ermittelt undThe invention relates to a method for checking the boundary lines of a flat object with the aid a television camera recording in polar coordinates and differs from the known in that the camera In a first step, by comparing the partial areas of the object on both sides of the O ° -18O ° line and the 90 ° -27O ° line the camera determines the center of gravity of the object surface and
in einem zweiten Schritt, ausgehend von diesem Schwerpunkt die Begrenzungslinien in Polarkoordinaten erfaßt und diese abspeichertin a second step, starting from this center of gravity, the boundary lines are recorded in polar coordinates and these saves
und daß die Abspeicherung mit der eines Sollmusters korrelierend verglichen wird.and that the storage is compared in a correlating manner with that of a target pattern.
In Weiterbildung der Erfindung kann das Verfahren zur quantitativen Erfassung der Gegenstandsoberfläche dadurch verwendet werden, daß im zweiten Schritt in vorgegebenen Abständen von Δγ quantitative Unterschiede, zum Beispiel Helligkeitsoder Farbunterschiede,entlang der in vorgegebenen Abständen jeweils eingestellten^ -Achse erfaßt und zur Abspeicherung gebracht werden.In a further development of the invention, the method can be used for quantitative Detection of the object surface can be used in that in the second step at predetermined intervals of Δγ quantitative differences, for example differences in brightness or color, along the specified intervals each set ^ -axis can be detected and saved.
Mit besonderem Vorteil erfolgt die Abspeicherung der Meßwerte des Prüflings und des Sollmusters in je einem zum Kreis geschlossenen, gegeneinander verschiebbaren Schieberegister und einem Vergleich dieser Werte in den zur Deckung gebrachten Schieberegistern über einen Digital-Analog-Wandler.The storage of the measured values is particularly advantageous of the test specimen and the target pattern in a shift register that is closed in a circle and can be shifted against each other and a comparison of these values in the shift registers brought into congruence via a digital-to-analog converter.
Die !Schieberegister werden ebenfalls mittels eines Digital-Analog-Wandlers zur Deckung gebracht, entweder durch Vergleich einer Vielzahl engbenachbarter Meßpunkte der BegrenzungelinienThe! Shift registers are also converted by means of a digital-to-analog converter brought to congruence, either by comparing a large number of closely spaced measuring points of the boundary lines
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oder durch Vergleich einer Minderzahl etwa gleichmäßig auf den Begrenzungslinien verteilter Meßpunkte.or by comparing a minority of measuring points distributed approximately evenly on the boundary lines.
Funktion und besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der Figuren in einem Beispiel erläutert.The function and particular advantages of the method according to the invention are explained in an example with the aid of the figures.
In Fig. 1 liegt ein zweidimensionaler Gegenstand 1 im Beobachtungsfeld 2 der Fernsehkamera, deren optische Achse das Beobachtungsfeld 2 zunächst bei 3» dem Kreuzungspunkt ihrer 0°-180°-Linie und ihrer 9O°-27O°-Linie, durchstößt. Im ersten Schritt vergleicht die Kamera nun zunächst zum Beispiel durch Farbkontraste zwischen Gegenstand 1 und Beobachtungsfeld 2 die Quantität der GegenstandsteiloBerflächen entlang ihrer O°-l8o°-Linie und verschiebt diese so lange, bis die Gegenstandsteiloberflachen gleich sind und die 0 -l80 -Linie etwa bei der gestrichelten Linie 4 - 4 zu liegen kommt. Entsprechend wird die 90°-270°-Linie bis zur Lage der gestrichelten Linie 5-5 geschoben und damit der Oberflächenschwerpunkt bei 6 ermittelt. Ausgehend von diesem Schwerpunkt 6 erfaßt die Kamera nun in Polarkoordinaten die Begrenzungslinien des Gegenstands 1 und bringt diese zur Abspeicharung. Dies ergibt dann einen Kurvenzug, wie er etwa im oberen Teil der Fig. dargestellt ist. Es wird bemerkt, daß der Kurvenzug in Fig. quantitativ nicht identisch ist mit dem Meßergebnis an einem Gegenstand wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wie dies bei einer tatsäch-liehen Messung der Fall wäre. Vielmehr handelt es sich nur um ein Beispiel.In Fig. 1, a two-dimensional object 1 lies in the observation field 2 of the television camera, the optical axis of which initially covers the observation field 2 at 3 »the point of intersection of their 0 ° -180 ° line and its 90 ° -27O ° line. In the first At first step, the camera now compares, for example, color contrasts between object 1 and observation field 2 the quantity of the object part surfaces along their 0 ° -18o ° line and shifts this until the object part surfaces are the same and the 0-180 line comes to lie approximately at the dashed line 4 - 4. Corresponding becomes the 90 ° -270 ° line up to the position of the dashed line 5-5 and thus the surface center of gravity at 6 is determined. Starting from this center of gravity 6, the camera records now in polar coordinates the boundary lines of the object 1 and brings them to storage. This gives then a curve, as shown for example in the upper part of the figure. It is noted that the curve in Fig. is quantitatively not identical to the measurement result on an object as shown in FIG. 1, as is the case with an actual borrowed measurement would be the case. Rather, acts it's just an example.
Der untere Teil der Fig. 2 ergibt den Kurvenzug, wie er mit dem gleichen Verfahren an dem Sollmuster abgegriffen worden ist. Eine oberflächliche Betrachtung ergibt bereits, daß zum Beispiel die Maxima 7 und 7' sowie 8 und 81 in beiden Abspeicherungen um einen Winkel gegeneinander verschoben sind.The lower part of FIG. 2 gives the curve as it has been tapped on the target pattern using the same method. A superficial examination already shows that, for example, the maxima 7 and 7 'and 8 and 8 1 are shifted relative to one another by an angle in both memories.
Die Aufzeichnung beider Kurvenzüge in einem Schieberegister,The recording of both curves in a shift register,
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das zum Kreis geschlossen ist, erlaubt es nun, diese beiden Kurvenzüge durch Verschieben der beiden Register gegeneinander zur Deckung zu bringen. Dazu kann entweder in einem jeweils mit a bezeichneten Bereich eine Vielzahl engbenachbarter Meßpunkte der Begrenzungslinien miteinander verglichen und zur Deckung gebracht werden, oder es können einzelne etwa gleichmäßig auf die Begrenzungslinien verteilte Meßpunkte ausgewählt und miteinander verglichen werden. Dies geschieht mit Hilfe eines Vergleicher« 10 und eines Digital-Analog-Wandlers 9· Sind die Register in Dekkung gebracht, dann erfolgt der Vergleich der jeweiligen r-Werte über den zur Deckung gebrachten {Λ -Werten ebenfalls mit Hilfe eines Digital-AnA-log-Wandlers. which is closed in a circle, now allows these two curves to be brought into congruence by shifting the two registers against each other. For this purpose, either a large number of closely adjacent measuring points of the boundary lines can be compared with one another and brought into congruence, or individual measuring points distributed approximately evenly on the boundary lines can be selected and compared with one another. This is done using a comparator "10 and a digital-to-analog converter 9 · Are brought the registers in Dekkung, the comparison of the respective r values above the co-registered {Λ values also takes place by means of a digital-analog log converter.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß weder die Kamera noch der Prüfling mechanisch bewegt werden müssen, um das Meßergebnis mit dem des Sollmusters zu vergleichen. Da der ganze Meß-, Register- und Vergleichsvorgang elektronisch abläuft, erfolgt die Prüfung in besonders kurzer Zeit, die abhängig von der geforderten Auflösung gegebenenfalls nur Millisekunden beträgt.This method has the advantage that neither the camera nor the test object have to be moved mechanically in order to obtain the measurement result to be compared with that of the target pattern. Since the entire measuring, registering and comparison process takes place electronically, the check takes place in a particularly short time, which, depending on the required resolution, may only be milliseconds amounts to.
Soll nun ün Weiterbildung der Erfindung die Gegenstandsoberfläche quantitativ erfaßt werden, so bewegt sich der Abtaststrahl der Kamera ausgehend vom Schwerpunkt 6 entweder auf einer Spirale oder auf konzentrischen Kreisen über die Oberfläche und registriert in Abständen von Δ r zum Beispiel Helligkeitsunterschiede, die im Speicher dann auf einer Vielzahl von Linien zwischen der \0 -Achse und dem Kurvenzug der Begrenzungslinien registriert werden. Dieses Meßergebnis kann dann nach Deckung der beiden Register mit dem Meßergebnis des Sollmusters verglichen werden.If the object surface is to be recorded quantitatively in a further development of the invention, the scanning beam of the camera moves, starting from the center of gravity 6, either on a spiral or in concentric circles over the surface and registers, for example, differences in brightness at intervals of Δ r , which are then stored in the memory a multitude of lines between the \ 0 -axis and the curve of the boundary lines. This measurement result can then be compared with the measurement result of the target pattern after the two registers are covered.
Unabhängig davon, ob nur die Begrenzung β linie oder auch die Oberfläche des Gegenstandes geprüft wird, kann das Verfahren zur Selektion einzelner Gegenstände innerhalb vorgegebenerRegardless of whether only the delimitation β line or the surface of the object is checked, the method can for the selection of individual objects within given
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Toleranzen verwendet werden.Tolerances are used.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonderem Maße zur Kontrolle von in großer Menge hergestellten Produkten, wie zum Beispiel technischen End- oder Halbfabrikaten oder zur Ermittlung der Lage eines Objektes in Bezug auf einen festen Punkt, zum Beispiel beim Einsatz des Verfahrens in Handhabungs systemen.The method according to the invention is particularly suitable for the control of products manufactured in large quantities, such as technical end or semi-finished products or to determine the position of an object in relation to a fixed point, for example when using the method in Handling systems.
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