DE3000875A1 - Oberflaechenpruefsystem fuer ein warmes, strahlendes werkstueck - Google Patents

Description

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE

GD Dipl.-Ing. H.Tiedtke

RUPE - r ELLMANN Dipl.-Chem. G. Bühling

- 5 - Dipl.-Ing. R. Kinne

3000875 Dipl.-Ing. R Grupe

Dipl.-Ing. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403

■■..-. -■-. ·; -.■-"■:...-"-. 8000 München 2

Tel.:089-539653 Telex: 5-24845 tipat - ' cable: Germaniapatent München

.-'.■;■.. . 11. Januar 1980

.■·-"■■:■·■ ^:. : DE 0162/FP-4274 HO

Kobe Steel, Ltd.
Kobe-city, Japan

Oberflächenprüfsystem für ein warmes, strahlendes Werkstück

Die Erfindung bezieht sich auf ein Oberflächenprüfsystem zur Feststellung von Fehlern oder Unregelmäßigkeiten auf einer oder mehreren Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes.

In neuerer Zeit wird beim Blockwalzen in großem Umfang direktes Warmwalzen angewendet, um dadurch zur Energieeinsparung beizutragen. Dies hat zur Folge, daß ein zunehmender Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen zur Feststellung störender Fehler auf der Oberfläche eines warmen Werkstückes besteht, die die herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen zur Oberflächenfehlerfeststellung bei Raumtemperatur ersetzen sollen. Wenn es möglich ist, Mittel zur Verfügung zu stellen, die Fehler auf der Oberfläche eines rotglühenden Stahlvorblocks feststellen, der aus einem Blockwalzwerk austritt, können die Ergebnisse benutzt werden zur Einstellung des Ausmaßes des Flammstrahlens,

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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 670-43-804

des punktförmigen Flammstrahlens, zur Qualitätsbestimmung und zur Schaffung von Informationen für vorangehende Arbeitsschritte und sowohl zu einer Verbesserung der Ausbeute und der Qualität als auch^:zu besserer Ausnutzung von Energie und Arbeitskraft beitragen. Es sind bereits eine Anzahl von Verfahren und Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen eine gründliche Feststellung von Fehlern auf der Oberfläche eines warmen Stahlvorblocks bzw. einer warmen Stahlvorbramme versucht wird auf der' Grundlage von meßbaren Unterschieden der von der geprüften Oberfläche abgestrahlten Lichtmenge. Wenn ein warmer Stahlvorblock mit einer Temperatur von ungefähr 1000° C gleichmäßig an der Luft abkühlt, ist der Wärmeübergang ungleichmäßig je nach den Zuständen an und nahe der Oberfläche des Werkstückes, wobei solche Abschnitte, an denen sich Fehler oder Zunderstücke oder dergleichen befinden, eine andere Temperatur als normale bzw. einwandfreie Abschnitte haben. Beispielsweise erscheinen Risse, durch die das wärmere Innere des Werkstückes sichtbar ist, heller, wogegen Haftzunder, lose Zunderstücke, Ablagerungen oder andere Fehler mit losen Teilen, die aufgrund geringerer Wärmezufuhr schneller abkühlen, dunkler als das übrige Werkstück erscheinen.

In den meisten Fällen ist die Temperaturvertei'lung auf der Oberfläche eines rotglühenden Stahlwerkstückes" nicht gleichmäßig. Die Oberflächentemperatur ist in den Kantenbereichen niedriger als in den mittleren Abschnitten des Vorblocks, und durch verschiedene Einflüsse, beispielsweise durch Unterschiede in der Viassermenge, die während des Walzens auf den Vorblock gespritzt wird, werden weitere Ungleichmäßigkeiten der Oberflächentemperatur hervorgerufen. Daher ist es schwierig, Temperaturunterschxede, die auf Fehler zurückzuführen sind, von Temperaturunregelmäßxgkexten zu unterscheiden, die der warme Stahlvorblock von sich aus hat, indem die Temperatur einfach mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird.

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. . Zur automatischen Feststellung von Fehlern auf der Oberfläche eines .warmen/ Stahlvorblocks, muß der Temperaturunterschied (Helligkeitsunterschied) zwischen einem fehlerhaften Abschnitt ο und einem "gesunden"; Abschnitt .festgestellt werden. Auch bei der.überprüfung durch Augenschein erfolgt die Beurteilung, ob • .-. eine, bestimmte. Stelle fehlerhaft oder nicht ist, durch Ver-. ;gleich;:mit idem Aussehen der umliegenden Bereiche. Daher ist es ,notwendig> von den ermittelten Daten den auf die Temperaturver-. teilung· der normalen Oberfläche (Normalverteilung) zurückge- · hendeii: Anteil zu trennen. Der Ausdruck "Normalverteilung" wird hier,benutzt.zur,Bezeichnung.der Verteilung der Oberflächentemperatur eines warmen' Stahl vorblocks, der frei von jeglichen Oberflächenfehlern:, Zunderstücken, Ablagerungen und derglei- - c.hen .ist. , In entsprechender Weise, wird später der Ausdruck "Normalverteilungssignal" verwendet werden. Mit dem Ausdruck "Normalverteilung!¹ ist nicht die statistische Normalverteilung gemeint. ■.-..;■ ;" ., .-. '

. Die. Signale auf einer Abtastlinie liegen nicht nur bei der Prüfung bei hoher Temperatur sondern auch bei optischer Prüfung nicht immer auf einem.konstanten Wert, so daß es schwierig ist, Fehlersignale durch Vergleich mit einer vorgegebenen Normalverteilung festzustellen. Um dieses Problem zu lösen, sind verschiedene Verfahren- ^ur Herstellung vo"n Normalverteilungssignalen auf der Grundlage eingegebener Videosignale vor-..geschlagen worden·_; Es wurde jedoch festgestellt, daß nach her-. kömmlichen Verfahren erzeugte Normalverteilungssignale mehr oder weniger beeinflußt bzw. verzerrt sind durch große dunkle oder helle^Fehlerstellen und..daher in der Regel nicht zum Vergleich mit den eingegebenen. Videosignalen geeignet sind.

Bei der oben erwähnten, automatischen Oberflächenprüfung durch Abtastung warmer -Stahlvorblpcke wird die Oberfläche des Werkstückes ,.. die in Längsrichtung und in Querrichtung in zahlreiehe Bildelemente unterteilt ist, mittels einer Kamera abge-

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tastet, und die dabei entstehenden Videosignale, die ein Maß für die Strahlungsintensität der jeweiligen Bildelemente sind, werden aufeinanderfolgend in der Weise verarbeitet, daß Fehlersignale, die höher oder niedriger als die Normalverteilung sind, herausgezogen werden. Wie bereits erwähnt wurde, weisen jedoch warme Stahlvorblöcke in der Regel außer echten Fehlern eine große Anzahl von losen Zunderstücken und Stellen mit unregelmäßiger Temperatur auf, deren Strahlungsintensität verwechselbar ähnlich der von echten Fehlern ist.

In der Praxis ist es beim Warmwalzen notwendig, die Prüfung sowohl hinsichtlich von Fehlern auf der Oberseite als auch hinsichtlich von Fehlern auf den seitlichen Oberflächen und der Unterseite des Werkstückes durchzuführen, wobei keine Totzonen, d.h. ungeprüfte Zonen, vorhanden sein dürfen. Bei den gegenwärtigen Oberflächenprüfsystemen wird jedoch experimentell lediglich eine Abtastkamera oder eine geringe Anzahl von Abtastkameras oberhalb der Transportbahn benutzt, und zwar wegen der Schwierigkeiten, die dabei auftreten, mehrere Abtastkameras so zu steuern, daß die zu prüfenden Oberflächen auf allen Seiten des transportierten Werkstückes innerhalb des Tiefenschärfenbereiches der jeweiligen Abtastkamera liegen, da das Werkstück häufig schlangenlinienförmige Bewegungen ausführt und sich sowohl die Breite als auch die genaue Transportlage beträchtlich von Werkstück zu Werkstück unterscheiden können, sowie die optischen und elektronischen Bauelemente vor der Wärmestrahlung vom Werkstück und vor Verunreinigung oder Beschädigung durch Zunderstücke oder Ablagerungen zu schützen, die von den Oberflächen des Werkstückes herabfallen.

· Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Oberflächenprüfsystem zu schaffen, mittels dessen Fehler auf 'der Oberfläche eines warmen, strahlenden Werkstückes festgestellt werden können.

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Ferner soll ein Mehrkamera-Oberflächenprüfsystem geschaffen werden, das in der Lage ist, gleichzeitig sämtliche Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes zu prüfen, das entlang einer vorgegebenen Transportbahn transportiert wird. Schließlich soll für das Mehrkamera-Oberflächenprüfsystem eine Steuervorrichtung geschaffen werden, die eine oder mehrere Abtastkameras, die eine Oberfläche des Werkstückes abtasten, so steuert, daß sie Verlagerungen des Werkstückes folgt.

Die Lösung der genannten Aufgabe ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet und wird im folgenden noch näher beschrieben.

Erfindungsgemäß arbeitet das Oberflächenprüfsystem mit bereichsvariabler Maximum-Speicherung, durch die die Verzerrung der Normalverteilungsignale durch dunkle oder helle Fehler vermieden wird.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung arbeitet das Oberflächenprüf system mit Zweiflächenanalyse von Bildelementdaten, um dadurch Störsignale durch Zunderstücke von Fehlersignalen zu trennen.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann ferner vorgesehen sein, daß Fehlersignale mittels einer Diskriminantenkurve geprüft und unterschieden werden, wobei die Tiefe und die Breite der Fehlersignale als Parameter dienen.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung arbeitet mit Kantensignalen, die aus einem Normalverteilungssignal einer Abtastkamera erzeugt werden, die eine angrenzende Oberfläche des Werkstückes abtastet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Feststellung von Fehlern auf der Oberfläche eines warmen, strahlenden Werkstückes umfaßt die Schritte, daß ein Videosignal erzeugt wird, indem ein

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Lichstrahlungsbild des warmen Werkstückes elektrooptisch abgetastet wird, daß das Videosignal zugleich einem Speicher, der es für eine vorgegebene Zeitdauer verzögert, und einer Maximum-Halteschaltung zugeführt wird, die die Spitzenwerte des in Abtastrichtung mit Hilfe von Bildteilimpulsen in eine Anzahl von Bildelementen unterteilten Videosignals hält bzw. speichert, daß nach Erzeugung eines Normalverteilungssignals für jedes Bildelement durch aufeinanderfolgende Mittelwertbildung aus den Spitzenwerten mehrerer Bildelemente in aneinandergrenzenden Bereichen das Videosignal oder ein Spitzensignal, das von der Maximum-Halteschaltung aus dem Videosignal erzeugt wurde, mit einem momentanen Normalverteilungssignal verglichen wird, das in einem vorangehenden Zyklus erzeugt wurde, daß eine gleitende Mittelwertbildung einer bestimmten Anzahl von Video- oder Spitzensignalen durchgeführt wird, wobei ein Video- oder Spitzensignal·, dessen Differenz zum momentanen Normalverteilungssignal größer als ein vorgegebener Wert ist, blockiert und durch ein zuvor erhaitenes Signal· bei der gieitenden Mitteiwertbiidung ersetzt wird, und daß das verzögerte Videosignal· aus dem Speicher mit dem nächsten Normalverteilungssignal verglichen und ein Oberfl·ächenfehl·er an der Differenz zwischen dem verzögerten Videosignal und dem Normaiverteilungssignal· erkannt wird.

In erfindungsgemäßer Weise werden somit die Normalverteilungssignale, die der Temperaturverteilung der Oberflächentemperatur des Werkstückes ohne Störungen entspricht, durch folgende zwei Verfahrensschritte (I) und (II) erzeugt.

(I) Um die Einflüsse von Fehlern und Zunderstücken, die auf der Oberfläche des Werkstückes vorhanden sein können, zu beseitigen, wird das Videosignal auf eine Schaltung gegeben, die dessen Spitzenwert bzw. Maximum in einem variablen Bereich festhält bzv/. speichert, wobei automatisch der Bereich der Maximum-Speicherung in Abhängigkeit von der Größe eines Fehiers

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oder eines .Zunderstückes verändert wird. Das Normalverteilungssignal und ein neues Eingangssignal werden verglichen, und wenn ihre Differenz größer als ein vorgegebener Wert ist, wird der Maximum-Haltebereich erweitert, bis ein Spitzenwert bzw. Maximum festgestellt wird, das bzw. der nicht durch dunk-. Ie Abschnitte aufgrund von Haftzunder, Zunderstücken, Ablagerungen oder dergleichen beeinflußt ist.

(II) Es.wird eine gleitende Mittelwertbildung der im Verfahrensschritt (I) erhaltenen Spitzenwerte bzw. Maxima durchgeführt. Das Normalverteilungssignal soll selber ausreichend glatt sein, und daher wird die gleitende Mittelwertbildung in einem gewissen Bereich durchgeführt, wobei die räumliche Häufigkeit der Temperaturverteilungswerte auf der Oberfläche des Werkstückes berücksichtigt wird.

In vorteilhafter Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, daß die Oberfläche des Werkstückes in Längs- und Querrichtung in zahlreiche Bildelemente unterteilt . . wird und daß bestimmte. Bildelementdaten durch Vergleich des Videosignals oder Spitzensignals jedes Bildelementes mit einem Normalverteilungssignal gesammelt werden, daß zunächst die Oberfläche untersucht wird, indem eine kleine Prüffläche, die eine bestimmte Anzahl von Bildelementen in Zeilen und Spalten abdeckt, nacheinander von Bildelement zu Bildelement verscho-. . ben wird, wobei in jeder neuen Lage der kleinen Prüffläche die Anzahl der Bildelementdaten in der kleinen Prüffläche verglichen wird mit der Gesamtanzahl der Bildelemente der kleinen Prüffläche, und daß dann die Oberfläche untersucht wird, indem eine große Prüffläche, die eine bestimmte Anzahl von Bildelementen in Zeilen und Spalten abdeckt, nacheinander von Bildelement zu Bildelement verschoben wird, wobei 'in jeder neuen Lage der großen Prüffläche die Anzahl der Bildelementdaten in der großen Prüffläche verglichen wird mit der Gesamtanzahl der Bildelemente der großen Prüffläche.

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In vorteilhafter Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ferner vorgesehen sein, daß solche fallenden Abschnitte des Videosignals herausgezogen werden, die unter einen vorgegebenen Normalwert Po sinken, daß die Tiefe P und die Breite W jedes derartigen fallenden Signalabschnittes berechnet wird und daß ein Wert der Fehlerdiskriminantengleichung

W
f (P, W) = ———r—g-— berechnet wird, indem die Werte der Tiefe P und der Breite W in die Fehlerdiskriminantengleichung eingesetzt werden, um dadurch das Maß der Fehlerhaftigkeit auf der Oberfläche des warmen, strahlenden Werkstückes zu beurteilen, wobei ein Fehlerdatendiagramm für zahlreiqhe Parameterkombinationen (P, W) angefertigt wird, indem Videosignale zumindest eines vergleichbaren warmen Werkstückes im Hinblick auf dessen tatsächliche Oberflächenbeschaffenheit analysiert werden, und wobei die Parameter α, ß und ff der Fehlerdiskriminantengleichung mit Hilfe des Fehlerdatendiagrammes durch den Vorversuch so festgelegt werden, daß die Beurteilung als "fehlerhaft" erfolgt, wenn f (P, W) größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und daß eine negative Beurteilung erfolgt, wenn f (P, W) kleiner als der vorgegebene Wert ist.

Die Erfindung sieht ferner vor ein Oberflächenprüfsystem zur gleichzeitigen Prüfung der oberen, unteren und seitlichen Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes, das entlang einer vorgegebenen Transportbahn transportiert wird, mit Hilfe mehrerer Zeilenabtastkameras, die so angeordnet sind, daß sie Schnittlinien zwischen den jeweiligen Oberflächen und einer Ebene abtasten, die senkrecht zur Transportrichtung des Werk-Stückes verläuft. Dieses Oberflächenprüfsystem zeichnet sich erfindungsgemäß aus durch eine obere Zeilenabtastkamera, die oberhalb der Transportbahn angeordnet ist und »in der senkrechten Schnittebene eine Schnittlinie auf der oberen Oberfläche abtastet, zwei seitliche Zeilenabtastkameras, die oberhalb der Transportbahn und seitlich neben der oberen Zeilenabtastkamera

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angeordnet sind und in der senkrechten Schnittebene die entgegengesetzten Endabschnitte der Schnittlinie auf der oberen Oberfläche sowie Schnittlinien auf gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Werkstückes abtasten, wobei die seitlichen Zeilenabtastkameras einen Tiefenschärfenbereich, der größer als die Dicke des Werkstückes ist, und schräge Ausrichtung der optischen Elemente aufweisen, und zwei untere Zeilenabtastkameras, die unterhalb und auf gegenüberliegenden Seiten der Transportbahn angeordnet sind und schräg von unten eine Schnittlinie auf der unteren Oberfläche des Werkstückes in einer Ebene abtasten, in der die Schnittlinie auf der unteren Oberfläche liegt und die zur Transportrichtung des Werkstückes nach unten geneigt ist, wobei die unteren Zeilenabtastkameras schräge Ausrichtung der optischen Elemente aufweisen.

Die Erfindung sieht ferner vor eine Kameranachführsteuervorrichtung für ein Oberflächenprüfsystem, das mehr als eine Abtastkamera zur gleichzeitigen Betrachtung verschiedener Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes, das entlang einer Transportbahn transportiert wird, sowie Mittel zur Verarbeitung von Videosignalen zu Normalverteilungssignalen aufweist, mittels derer Fehler auf den Oberflächen bestimmt werden. Die erfindungsgemäße Kameranachführsteuervorrichtung zeichnet sich aus durch Mittel zur Erzeugung von Kantensignalen durch Vergleich des Normalverteilungssignals einer von zwei aneinandergrenzenden Oberflächen mit einem vorgegebenen Wert und Mittel zur Steuerung der Nachführbewegung der Abtastkameras für die andere der aneinandergrenzenden Oberflächen in Abhängigkeit von den Kantensignalen.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen sowie der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

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Figur 1

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ein Blockdiagramm einer bereichsvariablen Maximum-Halteschaltung gemäß der Erfindung;

Figur 2

schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der bereichsvariablen Maximum-Speicherung;

Figur 3

Figuren 4
und 5

schematische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise beim herkömmlichen Vorgehen;

Blockdiagramme von abgewandelten Ausführungsformen zur bereichsvariablen Maximum-Speicherung;

Figur 6

eine schematische Darstellung einer Oberfläche mit Unregelmäßigkeiten und Störungen;

Figuren 7
bis 9

schematische Darstellungen zur Erläuterung des Zweiflächen-Oberflächenprüfsystems;

Figur 10

ein Blockdiagramm eines Zweiflächen-Fehlerdetektors;

Figur 11 ein Blockdiagramm einer Flächendiskriminatorschaltung, die in Figur 10 dargestellt ist;

Figur 12 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen den Abmessungen von Oberflächenfehlern und Feststellungsbereichen zeigt;

Figur 13 eine Darstellung der Wellenform eines Zunderstückes;

Figur 14 eine schematische Darstellung zur Erläuterung

der Entstehungs- und Abkühlphasen eines Zunderstückes;

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Figur 15-.. eine Darstellung der Wellenform einer Haftzunderstelle;

Figur 16: eine Darstellung der Wellenform einer Haftzun-■.--·■■.-.-derstelle mit höherer Fehlerhaftigkeit;

Figur 17 ein Diagramm, das die Verteilung von Tiefen bzw. Höhen und Breiten von Signalen wiedergibt;

Figur 18 ein Blockdiagramm eines Fehlerdetektors, der

. die Signalbreite und Signaltiefe auswertet;

Figur 19 ein Blockdiagramm eines Haftzunderdetektors;

Figuren 20 Darstellungen von einigen Wellenformen; und 21

Figur 22 Darstellungen.von Wellenformen bei Beispiel 1;

Figur 23 ein Fehlerdatendiagramm zur Bestimmung einer

Diskriminantenkurve L₁;

Figur 24 ein Diagramm zur Darstellung der Beurteilung

. . .. · von Fehlern mittels der Diskriminantenkurve L₁ ; 25

Figur 25 . ein Fehlerdatendiagramm zur Bestimmung einer

, · Diskriminantenkurve L₂ bei Beispiel 2;

Figur 26 ein Diagramm zur Darstellung der Beurteilung von ·: , Fehlern mit Hilfe von Diskriminantenkurven L~

und L-.;

Figur 27 . eine, schematische Vorderansicht eines Mehrkamera-

, , , ,..-.- Oberflächenprüf systems;

':.^:: ^:l '■'■ ■■' c 0 3 0 0 3 6 / 0 5 5 2

Figur 28 eine schematische Seitenansicht des Oberflächenprüfsystems gemäß Figur 27;

Figur 29 eine schematische Schnittdarstellung einer oberen Abtastkamera mit zugehörigem Verschluß;

Figur 30 eine vergrößerte Schnittdarstellung gemäß A-A in Figur 29;

Figur 31

eine schematische Schnittdarstellung einer seitlichen Abtastkamera mit zugehörigem Verschluß;

Figur 32 eine schematische Schnittdarstellung einer unteren Zeilenabtastkamera mit zugehörigem Verschluß;

Figur 33 eine schematische Ansicht des Verschlusses gemäß Figur 32 von hinten;

Figur 34 eine vergrößerte schematische Ansicht eines Spannmechanismus für einen Verschluß;

Figur 35 eine schematische Ansicht einer Kameranachführsteuervorrichtung;

Figur 36 eine schematische Seitenansicht von oberen und

unteren Abtastkameras;

Figuren 37
und 38

Figur 39

Blockdiagramme von Ausführungsbeispielen der Schaltung der Kameranachfuhrsteuervorrichtung;

Darstellungen von Wellenformen an einigen Stellen der Schaltung der Kameranach'führsteuervorrichtung; und

Figur 40 eine schematische Ansicht einer optischen Nachführsteuervorrichtung .

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Im folgenden wird zunächst auf Figur 1 eingegangen. Darin ist ein Werkstück mit hoher Temperatur dargestellt, das beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein warmer Block 1 aus Stahl sein soll. Der Ausdruck "Block" bezeichnet hier Brammen und Blöcke im eigentlichen Sinne. Der Block 1 wird mittels einer Bildaufnahmevorrichtung 2 abgetastet, bei der es sich beispielsweise um eine Fernsehkamera oder einen Festkörper-Bildsensor handelt. Die Bildaufnahmevorrichtung überstreicht die Oberfläche des Werkstückes in einer zur Bewegungsrichtung des Blocks 1, die durch einen Pfeil angedeutet ist, senkrechten Richtung, wobei das durch das abgestrahlte Licht erzeugte Bild des Blocks 1 mittels einer optischen Anordnung 3 aufgenommen wird, zu der eine Linse und ein Filter gehört, so daß schließlich ein Videosignal VS erzeugt wird. Das von der BiIdaufnahmevorrichtung 2 erzeugte Videosignal wird mittels eines A/D-Wandlers 4 in Digitalsignale DS mit beispielsweise acht Bits (256 Schritte) umgewandelt und auf zwei getrennte Leitungszweige gegeben, von denen einer zur Durchführung der Mittelwertbildung dient. Dies wird im folgenden ausführlicher erläutert. Die Digitalsignale DS werden einerseits auf einen Speicher 5, der die Digitalsignale für eine bestimmte Zeitdauer verzögert, und andererseits auf eine bereichsvariable Maximum-Halteschaltung 6 gegeben. In der bereichsvariablen Maximum-Halteschaltung 6 gelangen die Digitalsignale DS in ei-Transversal-Maximum-Halteschaltung 7, die das Maximum für jeweils eine bestimmte Anzahl von Bildelementen (beispielsweise n.. = 4) in der Ouerzeile feststellt und festhält, die normalerweise in Querrichtung des warmen Blocks 1 aus Stahl verläuft. Die Transversal-Maximum-Halteschaltung erzeugt Transversal-Maximum-Haltesignale TS. Jedes Transversal-Maximum-Haltesignal TS wird auf eine Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 und einen Vergleicher 9 gegeben, der das aufgegebene Transversal-Maximum-Haltesignal TS mit einem momentanen Normalverteilungssignal BS vergleicht. Wenn die Differenz zwisehen dem Transversal-Maximum-Haltesignal TS und dem momenta-

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nen Normalverteilungssignal BS größer als ein vorgegebener Wert £ ist, der ungefähr 1/10 bis 1/40 des dynamischen Bereiches des Videosignales beträgt, d.h. wenn gilt

bs| - |ts j > £ (i)

wie dies der Fall ist, wenn der Abtastpunkt in einen aufgrund von Haftzunder, Zunder oder einer Ablagerung dunklen Bereich kommt, liefert der Vergleicher 9 einen Torimpuls G an eine Torschaltung 11, die einen Rückstellimpuls RP durchläßt bzw. nicht durchläßt, der von einem Maximum-Haltebereichs-Begrenzungsgenerator 10 jeweils bei einer bestimmten Anzahl von Abtastzeilen (beispielsweise n_? = 4) erzeugt. Die Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 hält bzw. speichert als Longitudinal-Maximum-Haltesignal LS das Maximum der Signale mehrerer in Längsrichtung aufeinanderfolgender Bildelemente (, die in Längsrichtung des warmen Blocks 1 aufeinanderfolgen), bis die Halteschaltung 8 von einem durchgelassenen Rückstellimpuls GRP zurückgestellt wird. Wenn der vom Maximum-Haltebereichs-Begrenzungsgenerator 10 erzeugte Rückstellimpuls RP durch den Torimpuls G an der Torschaltung 11 gesteuert wird und verhindert wird, daß er als Nullimpuls RS auf die Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 gelangt, wird die Longitudinal-Maximum-Speicherung ohne Erneuerung des Bereiches fortgesetzt. Dies bedeutet, daß dann, wenn der Abtastpunkt einen fehlerhaften dunklen Abschnitt erreicht, das Maximum unmittelbar vor dem dunklen Abschnitt gehalten bzw. gespeichert und auf diese Weise der fehlerhafte dunkle Abschnitt ignoriert wird. Sobald der Abtastpunkt aus dem fehlerhaften dunklen Abschnitt heraustritt, wird der Torimpuls G nicht mehr erzeugt, da die Bedingung gemäß Gleichung (1) nicht langer erfüllt ist, so daß der durchgelassene Rückstellimpuls GRP alle n^ Abtastzeilen zur Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 gelangt und zu normaler Maximum-Speicherang für einen bestimmten Bereich zurückgekehrt wird.

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Die Longitudinal-Maximum-Haltesignale LS, in die auf vorste-. hend beschriebene Weise die dunklen Abschnitte nicht eingehen, werden auf eine Mittelwertschaltung 12 zur Bildung eines gleitenden Mittelwertes gegeben. Wenn die Longitudinal-Maximum-Haltesignale LS, die nacheinander zum Eingang der Mittelwertschaltung 12 gelangen, mit LS-, LS₂ LS ₁ bezeichnet

werden, gilt für die von einem Akkumulator 13 durchgeführte Addition, der die angelegten Longitudinal-Maximum-Haltesignale nacheinander für N Bits von dem Zeitpunkt an addiert, zu dem das momentane Normalverteilungssignal gelöscht worden ist:

N X BS = LS₁ + LS₀ + +LS (2)

η 1 2 η

Auf diese Weise wird ein neues Normalverteilungssignal BS für den Zeitpunkt t = N erhalten. Wenn der Akkumulator 13 an seinem Plus-Eingang ein neues Longitudinal-Maximum-Haltesignal LS .. empfängt, empfängt er gleichzeitig an seinem Minus-Eingang das Signal LS₁, das von einem Speicher 14 um N Bits verzögert worden ist, so daß der Akkumulator als Normalverteilungssignal BS .. für den Zeitpunkt t = N+1 liefert:

N X BS _ιΛ - LS₁ + LS„ + .. LS + LS _L . - LS₁ n+1 12 η n+1 1

= LS₂ + LS₃ + .... + LS_n+1 . . .· (3)

Auf diese Weise werden aus den Longitudinal-Maximum-Haltesignalen, die von der Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 geliefert werden, nacheinander gleitende Mittelwerte gebildet, die aufeinanderfolgend als Normalverteilungssignale BS „, BS ₃ usw. dienen. Die Normalverteilungssignale BS werden in einem Speicher 15 gespeichert.

Das durch die für einen variablen Bereich, d.h. bereichsvaria bel, durchgeführte Maximum-Speicherung und gleitende Mittelwertbildung erhaltene Normalverteilungssignal BS wird zusammen mit dem entsprechenden verzögerten Digitalsignal DDS, das

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vom Speicher 5 während einer bestimmten Zeitdauer verzögert worden ist, um es mit dem NormalVerteilungssignal BS zu synchronisieren, auf eine Subtraktionssehaltung 16 gegeben. Die Subtraktionsschaltung 16 erzeugt ein Abweichungssignal NS entsprechend der Differenz zwischen dem verzögerten Digitalsignal DDS und dem Normalverteilungssignal BS. Da die Unregelmäßigkeiten der Oberflächentemperatur, mit denen der warme Block 1 behaftet ist, aus den Abweichungssignalen NS bereits entfernt sind, können die fehlerhaften Abschnitte zuverlässig festgestellt werden durch Vergleich der Abweichungssignale mit einem bestimmten Wert. Somit werden ideale Normalverteilungssignale BS erhalten, die nicht durch Fehler oder Zunder beeinflußt sind, die bzw. der auf der Oberfläche des warmen Blocks 1 vorhanden sein können bzw. kann.

Figur 2 zeigt schematisch das Prinzip der Erzeugung der vorstehend erläuterten Normalverteilungssignale BS. Wenn der warme Block 1 aus Stahl auf seiner Oberfläche Haftzunder 17 und einen Riß 18 aufweist, ergeben sich das in Figur 2 (A) dargestellte Videosignal VS und Normalverteilungssignal BS, die miteinander verglichen werden, wobei aufgrund des Vergleiches verhindert wird, daß die Rucksteilimpulse GRP zur Longitudinal-Maximum-Halteschaltung 8 gelangen, wenn die Differenz Δ den vorgegebenen Wert £ übersteigt. Auf diese Weise ist der Bereich, für den jeweils das Maximum festgehalten wird, sowohl nach vorne als auch nach hinten erweitert, so daß der Haftzunder 17 und der Riß 18 einfach und zuverlässig festgestellt werden können durch Vergleich mit dem Normalverteilungssignal BS, das unbeeinflußt durch den Haftzunder 17 ist.

Zum Vergleich zeigt Figur 3 die Ergebnisse herkömmlicher Maximum-Speicherung für konstante Bereiche in einem ähnlichen Fall. Wie aus Figur 3 deutlich erkennbar ist, wird das Normalverteilungssignal, das sich aus der Signalverarbeitung unter Zugrundelegung konstanter Bereiche ergibt, ungünstig beeinflußt durch

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den dunklen Abschnitt des Haftzunders 17, so daß nahe dem dunklen Fehler fälschlicherweise helle Fehler angezeigt werden.

Der nachteilige Einfluß des dunklen Fehlers wird auch deutlich aus der beigefügten Fotografie 1, die ein Abweichungsbild eines warmen Stahlblocks mit einem dunklen Fehler im mittleren und rechtsseitigen Abschnitt zeigt und auf der Grundlage eines herkömmlichen Normalerverteilungssignales, d.h. mit Maximum-Speicherung für konstante Bereiche, erzeugt wurde. Das Abweichungsbild gibt insofern eine falsche Information, als es so aussieht, als ob helle Fehler wie beispielsweise Risse in der Nähe des Haftzunders vorhanden wären.

Erfindungsgemäß wird dagegen der Bereich, für den ein Maximum festgehalten bzw. gespeichert wird, bei Feststellung eines dunklen Abschnittes verändert, um auf diese Weise ein Abweichungssignal zu erhalten, das ideal zur Ermittlung von Oberflächenfehlern geeignet ist und das, wenn es wie in der beigefügten Fotografie 2 dargestellt wird, keine falschen hellen Abschnitte in der Nähe von dunklen Abschnitten oder andere Beeinflussungen durch die dunklen Fehler enthält.

Die Untersuchung und Prüfung von warmen Blöcken aus Stahl mittels eines automatischen Oberflächenüberprüfungsgerätes, das erfindungsgemäß arbeitet, ergab eine Fehlerfeststellung mit hohem Rauschabstand, wie dies in den Fotografien 3 und 4 dargestellt ist, in denen ein Strahlungsbild eines warmen Blocks links neben den Prüfergebnissen dargestellt ist. Die Darstellungen wurden mittels eines Kurvenschreibers angefertigt. Die sehr genaue und zuverlässige Feststellung der Fehler wird durch das erfindungsgemäß erzeugte Normalverteilungssignal ermöglicht.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird ein dunkler Abschnitt erkannt durch Vergleich des Transversal-Ma-

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ximum-Haltesignales TS mit dem Normalverteilungssignal BS. Es ist jedoch auch möglich, das Digitalsignal DS mit dem Normalverteilungssignal BS mittels des Vergleichers 9 zu vergleichen, wie dies in Figur 4 gezeigt ist. Ferner kann bei Feststellung eines dunklen Abschnittes statt des vorangehenden Maximum-Haltesignales (transversal oder longitudinal) das Normalverteilungssignal BS auf die Longitudinal-Maximum-Halteschaltung als Signal gegeben werden, das vor dem festgestellten dunklen Abschnitt vorlag, wie dies gestrichelt in Figur 4 dargestellt ist.

Figur 5 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung, bei der der Bereich, in dem das Maximum festgehalten wird, normalerweise konstant ist, d.h. festliegt, und bei der im Falle der Feststellung eines dunklen Abschnittes ein dem dunklen Abschnitt unmittelbar vorausgehendes Signal auf die Mittelwertschaltung zur gleitenden Mittelwertbildung gegeben wird. Dies wird im folgenden näher erläutert. Das Digitalsignal D.S vom A/D-Wandler 4 wird einerseits zum Speicher 5 und andererseits zu Schieberegistergruppen 2 0 geleitet, wobei jede Schieberegistergruppe aus η m-Bit-Schieberegistern 21 mit parallelen Ausgängen sowie (n-1) Schieberegistern 22 mit Serienausgang besteht. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gilt m'= 4 und η = 4. Die (m χ η) 8-Bit-Digitalsignale an den Ausgängen der Schiebe-5 register 21 mit parallelen Ausgängen werden sämtlich auf einen Maximum-Detektor 23 gegeben, der das Maximum aus den (m χ n) Daten sowie - in dem noch zu erläuternden besonderen Fall dem Signal feststellt, das dem Maximum-Detektor von einem Register 24 durch die Torschaltung 11 zugeführt wird. Das festgestellte Maximum wird im Register 24 gespeichert. Der Vergleicher 9 vergleicht das ursprüngliche Digitalsignal DS mit einem momentanen Normalverteilungssignal BS. Wenn die Differenz zwischen diesen zwei Signalen kleiner als der vorgegebene Wert ε ist, erzeugt der Vergleicher 9 kein Bereichssteuersignal, so daß di-e Torschaltung 11 geschlossen bleibt und nicht -

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auf das Maximum des vorangehenden Bereiches zurückgegriffen wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß das Maximum allein "für den (m χ η)—Bereich ermittelt wird (Maximum-Speicherung für konstanten Bereich). Wenn jedoch die Differenz zwischen dem Digitalsignal DS und dem Normalverteilungssignal BS grosser als der vorgegebene Wert t ist, erzeugt der Vergleicher 9 an seinem Ausgang ein Bereichssteuersignal, durch das die Torschaltung 11 geöffnet wird. Dies hat zur Folge, daß das Maximum des vorangehenden Bereiches, das im Register 24 gespeichert ist, dem Maximum-Detektor 23 zugeführt wird. Dies bedeutet, daß der Bereich, für den das Maximum festgestellt und gehalten wird, erweitert wird, wenn ein Videosignal auftritt, das deutlich größer als das Normalverteilungssignal BS ist, so daß die Einflüsse dunkler Fehler ausgeschlossen werden.

Bei den in den Figuren 1, 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispielen wird die bereichsvariable Maximum-Speicherung benutzt^ um die ungünstigen Auswirkungen dunkler Fehler bzw. Fehlstellen bei der Erzeugung des Normalverteilungssignales BS zu verhindern. Es versteht sich jedoch, daß die variable Maximum-Speicherung auch zur Beseitigung fehlerhaften Abfallens des Normalverteilungssignales benutzt werden kann, wozu es in "der Nähe heller Fehlstellen, beispielsweise in der Nähe von Rissen und Vertiefungen, kommen kann, inde'm auf ähnliche Weise das Videosignal VS (öder das Transversal-Maximum-Haltesignal TS)' mit dem Normalverteilungssignal BS verglichen wird und der Bereich, aus 'dem das Maximum festgehalten wird, erweitert wird, wenn die Differenz zwischen den zwei Signalen den vorgegebenen Wert ε übersteigt. Das sich ergebene Normal-Verteilungssignal BS ist nicht durch helle Fehlstellen beeinflußt, so daß die Genauigkeit der Fehlerfeststellung in der Nähe von hellen Fehlstellen verbessert ist. Selbstverständlich ist es möglich, die nachteiligen Auswirkungen sowohl dunkler Fehlstellen als auch heller Fehlstellen durch ähnliche Signalverarbeitung zu beseitigen.

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Im folgenden sex angenommen, daß exne große Prüffläche 104 auf einem Werkstück 103 markiert ist, an dem sich einen Fehler 101 bedeutender Haftzunder befindet und auf dessen Oberfläche eine gewisse Anzahl von Zunderstücken 102 vorhanden ist, wie dies in Figur 6 gezeigt ist. Die große Prüffläche besteht aus einer bestimmten Anzahl von Bildelementen (16 χ 16 Bildelemente) und enthält den Fehler 101 sowie eine gewisse Anzahl von Zunderstücken 102, wie dies in Figur 7 durch Schraffur angedeutet ist. Wenn die Oberfläche des Werkstückes 103 abgetastet wird, zeigen die von den schraffierten Bildelementen abgenommenen Videosignale Temperaturwerte an, die niedriger als die entsprechenden Normalwerte sind.

Beim herkömmlichen Feststellungs- bzw. Prüfverfahren wird der Oberflächenzustand einfach dadurch beurteilt, daß die Anzahl schraffierter Bildelemente innerhalb der Prüffläche 104 gezählt wird, wobei die Zunderstücke 102 ebenso wie der echte Fehler 101 als Oberflächendefekt gezählt werden. Obwohl der tatsächliche Fehler 107 eine Größe von 52 Bildelementen hat, ergibt die herkömmliche Untersuchung der Oberfläche gemäß Figur 7, daß die Prüffläche 104 Fehler, in 104 Bildelementen aufweist, zu denen 52 Bildelemente gehören, in denen Zunderstücke 102 angeordnet sind.

Erfindungsgemäß wird nun eine kleine Prüffläche 105 (4x4 Bildelemente), wie sie in Figur 8 gezeigt ist, über die gesamte Prüffläche 104 verschoben, und zwar jeweils um ein Bildelement, wobei als mit Fehlern behaftet solche kleinen Prüfflächen beurteilt werden, in denen die Anzahl der schraffierten Abschnitte größer als ein bestimmter Wert ist. Danach wird der Oberflächenzustand der Prüffläche 104 in der Weise beurteilt, daß die Anzahl fehlerhafter Abschnitte gezählt wird. Wenn das Beispiel gemäß Figur 7 auf der Grundlage solcher kleinen Prüfflächen 105 geprüft wird, wird festgestellt, daß die Prüffläche 104 lediglich einen Fehler aufweist, der sich

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über 52 Bildelemente erstreckt, wie dies in Figur 9 gezeigt ist. Die Ergebnisse geben somit die Größe des tatsächlichen Fehlers 101 unabhängig vom Vorhandensein von Zunderstücken korrekt wieder. Der kritische Wert zur Beurteilung jeder kleinen Prüffläche 105 beträgt in diesem Fall 8. Durch Überprüfung der Oberfläche des Werkstückes 103 auf diese Weise können Fehler 101 zuverlässig und schnell festgestellt werden, ohne daß Signale von Zunderstücken 102 zu einer Fehlinformation führen.

Figur 10 zeigt ein Signalverarbeitungssystem zur Durchführung der vorstehend beschriebenen Vorgänge. Bei dem System gemäß Figur 10 wird das Strahlungsbild eines Werkstückes 103, das auf einem Walzentisch 106 transportiert wird, mittels einer Bildaufnahmevorrichtung 107 aufgenommen, die das Werkstück 103 in einer zur Transportrichtung des Werkstückes 103 im wesentlichen senkrechten Richtung abtastet und auf diese Weise ein Videosignal VS erzeugt. Das Videosignal VS. von der Bildaufnahmevorrichtung 107 wird in einem Videoaufzeichnungsgerät 108 aufgezeichnet und gleichzeitig durch einen automatischen Verstärkungsregler 106 einem A/D-Wandler 110 zugeführt, der das zugeführte Signal in ein digitales Videosignal VS„ umwandelt. Der automatische Empfindlichkeits- bzw. 'Verstärkungsregler 109 dient dazu, die Nachweisempfindlichkeit entsprechend der Temperatur des überprüften Werkstückes 103 einzustellen. Das digitale Videosignal VS„ wird einem Speicher 110 zugeführt, der das digitale Videosignal für eine bestimmte Zeitdauer, d.h. für einige Abtastlinien, verzögert. Ferner wird das digitale Videosignal VS- einem Normalverteilungsdetektor 112 zugeführt, der ein Normalverteilungssignal VS. erzeugt, das ein Maß für die Temperatur ist, die die Oberfläche des Werkstückes 103 haben würde, wenn keine Fehler und kein Zunder oder dergleichen vorhanden wären, wie dies bereits vorstehend erläutert wurde. Das System gemäß Figur 10 umfaßt ferner eine bezugsspannungsfreie Digitalisierschaltung 113 für dunkle Ab-

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schnitte, die eine Subtraktionsschaltung zur Bestimmung des Wertes beim Subtrahieren des Normalverteilungssignales VS. aus dem Normalvertexlungsdetektor 112 vom verzögerten Videosignal VSt, das vom Speicher 111 kommt, sowie einen Vergleieher umfaßt, der als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt, wenn der Wert kleiner als ein vorgegebener negativer Wert ist. Dieses Ausgangssignal wird auf eine Flächendiskriminatorschaltung 114 gegeben, die die fehlerhafte Fläche in vorstehend beschriebener Weise berechnet und als Fehlersignal eine logisehe "1" liefert, wenn die fehlerhafte Fläche größer als ein vorgegebener Wert ist. Das Fehlersignal FS wird auf einen Fehlerortdetektor 115 gegeben. Die bezugsspannungsfreie Digitalisierschaltung 113 für dunkle Abschnitte und die Flächendiskriminatorschaltung 114 sind in in Figur 11 dargestellter Weise ausgebildet.

Figur 11 zeigt eine 8-Bit-Subtraktionsschaltung, die ein Ausgangssignal liefert, das ein Maß für die Differenz zwischen dem verzögerten Videosignal VS., und dem Normalverteilungssignal VS. ist. Dieses Differenzsignal wird mit einem vorgegebenen Wert L von einem Vergleicher 117 verglichen, der als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt, wenn die Differenz kleiner als der vorgegebene Wert ist. Der Ausgang des Vergleichers 117 wird auf 2048-Bit-Schieberegister 11*8-1 bis 118-3 gegeben, die das aufgegebene Signal für eine Zeitdauer verzögern, die zur Beurteilung der kleinen Prüffläche 105 benötigt wird. Die Inhalte der kleinen Prüffläche 105 (4 χ 4 Bildelemente) wiedergebende Signale werden an den Ausgängen von 4-Bit-Schieberegistern 119-1 bis 119-4 mit parallelen Ausgängen erzeugt, die sämtlich von Additionsschaltungen 120-1 bis 120-4 und 121 aufgenommen und addiert werden. Das Ergebnis wird mit einer vorgegebenen Zahl N mittels eines Vergle'ichers 122 verglichen, der als Ausgang eine logische "1" erzeugt, wenn das Ergebnis größer als die vorgegebene Zahl N ist. Der Ausgang des Vergleichers 122 wird auf 2048-Bit-Schieberegister 123-1

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bis 123-15 gegeben, die das Signal für eine Zeitdauer verzögern, die zur Beurteilung der großen Prüffläche 104 benötigt wird. Die Inhalte der großen Prüffläche 104 anzeigende Signale werden an den Ausgängen von T6-Bit-Schieberegistern 124-1 bis 124-15 mit parallelen Ausgängen erzeugt, die sämtlich von Additionsschaltungen 125-1 bis 125-16 und 126 aufgenommen und addiert werden. Das Ergebnis wird mit einem vorgegebenen Wert S mittels eines 16-Bit-Vergleichers 127 verglichen, der ausgangsseitig ein Fehlersignal als logische "1" liefert, wenn das Ergebnis größer als der vorgegebene Wert S ist.

Im folgenden wird wiederum auf Figur 10 eingegangen. Das System umfaßt ferner einen Kantendetektor 128, der das Normalverteilungssignal VS. vom Normalverteilungsdetektor 112 mittels eines Vergleichers mit einem vorgegebenen Wert vergleicht, um auf diese Weise die Kanten des Werkstückes festzustellen, an denen.das Signal höher oder niedriger als ein bestimmter Wert wird. Der Fehlefortdetektor 115 berechnet den Ort eines Fehlers auf der Grundlage des Kantensignals vom Kantendetektor 128 und des oben erwähnten Fehlersignals FS. Das Ergebnis wird mittels eines Fehlerortanzeigers 129 auf einem Drucker 130 dargestellt und gleichzeitig auf einen Rechner 131 gegeben. Ein Vorlaufdetektor 132 stellt das Vorhandensein oder Fehlen sowie die Vorschubgeschwindigkeit des Werkstückes 103 aufgrund von Signalen fest, die er von einem auf warmes Metall ansprechenden Wärmedetektor 133 und einem Walzentischgeschwindigkeitsmesser 134 empfängt. Ein Enddetektor 135 stellt das vordere und das hintere Ende des Werkstückes aufgrund eines Signals fest, das er voitr Vorlauf detektor 132 empfängt, und überträgt seine Ausgangssignale zum Rechner 131. Im Bedarfsfall steuert der Rechner 131 das Videoaufzeichnungsgerät in der Weise, daß der Zustand der Fehler von einem Wiedergabegerät aufgrund der so erhaltenen Signale gezeigt wird. Der Rechner 131 berechnet die fehlerhafte Fläche und beurteilt die Oberflächenqualität unter Berücksichtigung der Orte der festge-

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stellten Fehler. Die Ergebnisse werden benutzt zur Entscheidung, ob das Werkstück Ausschuß ist, zur Steuerung des Flammstrahlens, zur Steuerung des punktweisen Flammstrahlens und zur Erarbeitung von Anweisungen bzw. Hinweisen für die Stahlherstellung (Information über die Fehler, Formen des Materials usw.). Das System umfaßt ferner eine Absolut-Digitalisierschaltung 137 für dunkle Abschnitte, die das verzögerte Videosignal VS., vom Speicher 113 mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und als Ausgangssignal eine logische "1" erzeugt, wenn das verzögerte Videosignal VS₃ kleiner als der vorgegebene Wert ist. Der Ausgang der Dxgxtalxsierungsschaltung 137 wird auf eine Flächendiskriminatorschaltung 138 gegeben, die die fehlerhafte Fläche nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren berechnet und ausgangsseitig ein Fehlersignal in Form einer logischen "1" liefert, wenn die berechnete fehlerhafte Fläche größer als ein vorgegebener Wert ist. Eine Digitalisierschaltung für Signalbreite und Signalhöhe 'bestimmt die Differenz zwischen dem verzögerten Videosignal VS₃ vom Speicher 111 und dem Normalverteilungssignal VS₄ vom Normalverteilungsdetektor 112 und unterscheidet die Fehlersignale anhand von Berechnungen, in die die Breite und die Höhe des Differenzsignals als Parameter eingeht.Der Ausgang der Digitalisierschaltung 139 wird auf eine Stetigkeitsdiskriiriinatorschaltung 140 gegeben, die die Länge eines Fehlers auf der Grundlage der Stetigkeit bzw. des fortdauernden Auftretens von Fehlersignalen berechnet und ausgangsseitig ein Fehlersignal in Form einer logischen "1" liefert, wenn die festgestellte Länge grosser als ein vorgegebener Wert ist. Eine bezugsspannungsfreie Digitalisierschaltung oder Gleit-Digitalisierschaltung 141 ermittelt mittels einer Subtraktionsschaltung die Differenz zwischen dem verzögerten Videosignal VS₃ vom Speicher 11Ί und dem Normalverteilungssignal VS, vom NormalverteiluYngsdetektor 112 und vergleicht das daraus entstehende Differenzsignal mittels eines Vergleichers mit einem vorgegebenen Wert und erzeugt ausgangsseitig eine logische "1", wenn das Differenzsignal

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größer als der vorgegebene Wert ist. Dieses Ausgangssignal wird auf eine Stetigkeitsdiskriminatorschaltung 142 gegeben, die die Länge eines Fehlers auf der Grundlage der Stetigkeit bzw.des fortdauernden Auftretens zugeführter Fehlersignale berechnet und ausgangsseitig eine logische "1" erzeugt, wenn die festgestellte Länge größer als ein vorgegebener Wert ist.

Beim vorstehend beschriebenen Prüfsystem wird kleiner Haftzunder festgestellt mittels der bezugsspannungsfreien Digitalisierschaltung oder Gleit-Digitalisierschaltung 113 für dunkle Abschnitte und mittels der Flächendiskriminatorschaltung 114; großer Haftzunder wird mittels der Absolut-Digitalisierschaltung 137 für dunkle Abschnitte und mittels der Flächendiskriminatorschaltung 138 festgestellt, fester Haftzunder wird mittels der Digitalisierschaltung 139 für Signalbreite und Signalhöhe und mittels der Stetigkeitsdiskriminiatorschaltung festgestellt, und Risse werden mittels der Glext-Digitalisierscfaaltujig 141 für helle Abschnitte sowie mitte.ls der Stetigkeitsdiskriminatorschaltung 142 festgestellt.

Figur 12 zeigt die Ergebnisse von Untersuchungen, bei denen ein strahlender warmer Stahlblock mittels der erfindungsgemässen Zitfeiflächenanalyse untersucht wurde. Wenn die kritischen Werte für die kleine Prüffläche und die große Prüffläche gemaß A eingestellt bzw. vorgegeben waren (kleine Prüffläche = 13/16, große Prüffläche = 208/256), wurden nur die mit dem Symbol © gekennzeichneten Fehler festgestellt. Bei der Einsteilung gemäß B wurden die mit den Symbolen © und O gekennzeichneten Fehler festgestellt. Bei der Einstellung gemäß C wurden die mit den Symbolen © , O und Q gekennzeichneten Fehler festgestellt. Bei der Einstellung gemäß D wurden die mit den Symbolen © , O , Ώ und <A gekennz'eichneten Fehler festgestellt.

Aus der vorstehenden Beschreibung dürfte klar geworden sein,

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daß durch die Zweiflächenanalyse der Daten der Bildelemente vollständig die Störgeräusche durch Zunder beseitigt sind, so daß es möglich ist, allein die Fehler herauszuziehen und die Art der Fehler entsprechend den Flächen der einzelnen Fehler zu beurteilen.

Beim Vergleich eines Bildes v/armen strahlenden Materials mit der Verteilung der tatsächlichen Oberflächenfehler, wie sie sich bei Betrachtung bei Raumtemperatur zeigen, wurde festgestellt, daß die Wellenform eines Signals, das einem Zunderstück entspricht, in der Regel schlank bzw. schmal ist, wie dies in Figur 13 dargestellt ist. Bisweilen hat das Signal größere Breite; dann jedoch fällt es tief ab (dunkel). Dies legt die Vermutung nahe, daß eine Beziehung zwischen der Breite und Tiefe des Signals und den physikalischen Veränderungen besteht, die ein Zunderstück während des Wachsens und Abkühlens durchläuft und in Figur 14 schematisch dargestellt sind. Ein Zunderstück besteht von innen nach außen a.us Schichten aus FeO, Fe-,0, und Fe„O^. Während seiner Anfangsphase, d.h. wenn es sehr klein ist, kühlt es aufgrund der guten Haftung am Stahlvorblock kaum ab. Wenn die Größe des Zunderstückes allmählich zunimmt, löst es sich vom Stahlvorblock aufgrund des unterschiedlichen Wachstums der jeweiligen Schichten. Je mehr sich das Zunderstück abschält, desto schlechter wird die Wärmeleitung zwischen dem Zunderstück und dem Stahlvorblock, so daß das Zunderstück abkühlt, da nun nicht mehr genug Wärme nachfließt. Ein größeres Zunderstück schält sich ab und kühlt stärker ab, so daß es dunkler erscheint.

Dagegen ist die Wellenform eines Signals, das Haftzunder entspricht, in der Regel breit, wie dies in Figur 15 gezeigt ist. Die Wellenform störenden bzw. fest anhaftenden Haftzunders hat verhältnismäßig geringe Tiefe (weniger dunkel), wie dies in Figur 16 gezeigt ist. Fester Haftzunder kühlt nämlich langsamer ab. Im Gegensatz dazu ist die Wellenform von teilweise ab-

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geschältem, weniger störendem Haftzunder tiefer, da er schneller abkühlt. Große Haftzunderstellen haben in der Regel grössere dunkle Flächen.

Um herauszufinden, ob die Breite und die Tiefe der Wellenform des Videosignals als Parameter zur Unterscheidung zwischen Haftzunder und losem Zunder und zur Beurteilung des Ausmaßes, in dem festgestellter Haftzunder störend ist und somit einen echten Fehler darstellt, benutzt werden können, wurde ein Diagramm von ungefähr 500 Zunderstücken und 30 Haftzunderstellen angefertigt, das in Figur 17 dargestellt ist. Als Ergebnis zeigte sich, daß eine verhältnismäßig ausgeprägte Korrelation zwischen Breite und Tiefe der Wellenformen von (losem) Zunder besteht, daß Haftzunder deutlich unterscheidbar von losem Zunder ist und daß Haftzunder von nicht akzeptabler oder störender Art in einem bestimmten Bereich auftritt. Durch Berücksichtigung einer funktioneilen Beziehung, die die Fehlerhaftigkeit mittels der Breite und der Tiefe der erzeugten Videosignale definiert, im Signalverarbeitungssystem ist es daher möglich, Ausgangssignale zu erhalten, bei denen berücksichtigt ist, ob ein festgestellter Oberflächenfehler von zulässiger Art oder nicht ist.

Während der Signalverarbeitung werden diejenigen der Videosignale, die niedriger als ein vorgegebener Normalwert Po sind, jeweils herausgezogen, um ihre Tiefe P und ihre Breite W zu berechnen, wobei dann auf der Grundlage der Kombination der Parameter P und W beurteilt wird, ob der entsprechende Fehler annehmbar ist oder nicht. Zu diesem Zweck wird ein Fehlerdatendiagramm für die Kombinationen aus dem Parameter P und W hergestellt, indem Videosignale mit verschiedenen P-W-Kombinationen, wie sie bei zumindest einem Stahlvorblock erhalten werden, in Beziehung gesetzt werden zur tatsächlichen Beschaffenheit der entsprechenden Oberflächenabschnitte. Auf der Grundlage des so erhaltenen Meßwertdiagrammes ist der Diskriminantenwert durch

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folgende Fehlerdiskriminantengleichung definiert:

/^(P'^{W) =} Πι + iß (P-Po)ZJ-

Die Größen α, ß und v· werden vorher experimentell bestimmt.

Wenn gilt /(P,W) = 1, wird das Signal als "fehlerhaft" beurteilt, und wenn gilt ^(P,W) ■< 1, wird das Signal als "nicht fehlerhaft" beurteilt. Bei dieser Entscheidung werden die Werte der Parameter P und W des zu beurteilenden Videosignals in obige Gleichung eingesetzt.

Im folgenden wird auf die Figuren 18 und 19 Bezug genommen, die Blockdiagramme eines Systems zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Signalverarbeitungsverfahrens zeigen. Figur 18 ist ein Blockdiagramm des gesamten Signalverarbeitungssystems, und Figur 19 ist ein Blockdiagramm einer Diskriminanten- bzw. Entscheidungsschaltung, die ein wesentliches Element des Systems darstellt.

Im folgenden wird zunächst auf Figur 18 eingegangen. Das von einer elektrooptischen Bildaufnahmevorrichtung 202, die das Bild eines warmen strahlenden Blocks 201 (bzw. Vorblocks bzw. Bramme) aus Stahl aufnimmt, erzeugte Videosignal VS₁ wird einem Speicher 203 und gleichzeitig durch einen automatischen Verstärkungsregler 204 einem A/D-Wandler 205 mit Abfrage- und Halteschaltung zugeführt, der das Videosignal VS₁ in ein Digitalsignal VS„ umwandelt. Das Digitalsignal VS- wird auf einen Normalverteilungsdetektor 207, der an seinem Ausgang ein Normalverteilungssignal erzeugt, sowie eine Verzögerungsleitung gegeben, die als Video-Zeitausgleichsschaltung 206 ausgebildet ist. Eine Subtraktionsschaltung 208 erzeugt ein Abweichungssignal aVS, das die Differenz zwischen dem ursprünglichen Videosignal und dem Normalverteilungssignal wiedergibt. Das Abweichungssignal aVS wird auf einen Haftzunderdetektor 209 gegeben, der aus einem Vergleicher 210, einem Signalhöhendetek-

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tor 211, einem Signalbreitendetektor 212 und einer Funktionsschaltung 213 besteht, der Haftzunderdetektor 209 vergleicht das Abweichungssignal aVS mittels des Vergleichers 210 mit dem vorgegebenen Wert bzw. Normalwert Po. Der Signalbreitendetektor 212 umfaßt eine Torschaltung 214, einen Breitenzähler 215 sowie Speicherregister 216 für die Breite, wie dies in Figur 19 gezeigt ist, und zählt die Taktimpulse während einer Zeitdauer, während der das Abweichungssignal aVS unter dem vorgegebenen Normalwert Po liegt, und speichert zeitweilig die Breite W des Signals einer Haftzunderstelle bzw. eines Zunderstücks im Speicherregister 216. Der Signaltiefendetektor 211 umfaßt einen Vergleicher 217, Speicherregister 218, eine Wählschaltung 219, eine Torschaltung 220 sowie Speicherregister 221 für die Signalhöhe, wie dies in Figur 19 dargestellt ist. Das Abweichungssignal aVS vom Vergleicher 210 wird auch dem Signalhöhendetektor (bzw. Signaltiefendetektor) 211 zugeführt, der aufeinanderfolgend den Wert P der Höhe (bzw. Tiefe) des Abweichungssignals während der Zeit.dauer berechnet, in der das Abweichungssignal aVS kleiner als der vorgegebene Wert Po ist, und das Ergebnis zeitweilig im Speicherregister 221 speichert. Wenn das Abweichungssignal aVS größer als der vorgegebene Wert Po wird, wird der Torimpuls G zu logisch "0", und während der abfallenden Flanke des Torimpulses werden P und W aus dem Speicherregister 221 bzw. 216 abgelesen und auf den Adresseneingang des PROM, d.h. des programmierbaren Festwertspeichers, einer Funktionsschaltung 222 gegeben. Außerdem wird der Torimpuls direkt auf den Leseausgang des PROM gegeben, so daß die Werte der Funktion /(P,W), die zuvor im PROM als Fehlerdaten gespeichert worden sind, während der abfallenden Flanke des Torimpulses zu den Speicherregistern 22 3 übertragen und dort gespeichert werden. Diese Prüfung bzw. Entscheidung kann durchgeführt werden, indem die Diskrimina'ntenwerte im PROM gespeichert werden, wie dies für das folgende "Beispiel 1" beschrieben werden wird, oder mittels einer PLA (programmierbaren Logikschaltung) oder mittels eines Mehrfach-Funktionsge-

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nerators (für analoge Signale).

Auf diese Weise wird beim Auftreten eines durch Haftzunder oder Zunderstücke verursachten Signals als Ausgangssignal eine Größe erhalten, die ein Maß für das Ausmaß der Fehlerhaftigkeit ist. Dies geschieht in Echtzeit, d.h. innerhalb eines Taktimpulses nach dem Ende des Eingangssignals. Die Ergebnisse der Berechnung werden über die Speicherregister 223 zu einem Rechner 22 4 übertragen, und nach Berechnung der gesamten Fläche der Fehler und weiteren Beurteilungen, wie beispielsweise einer Unterscheidung nach den Fehlerorten, auf einen Monitor 226 und einen Drucker 22 7 gegeben und zur Steuerung von angeschlossenen Geräten benutzt.

Dieses Signalverarbeitungssystem löst vollständig das bei herkömmlichen Systemen auftretende Problem, daß es wegen der Vielfalt hinsichtlich Größe und Helligkeit schwierig ist, Haftzunder im Strahlungsbild von warmen Blöcken aus S.tahl oder dergleichen allein aus der Amplitude der Signale zu erkennen. Aufgrund der besonderen Eigenschaften des vorstehend beschriebenen Systems kann dieses Haftzunder und insbesondere nicht akzeptablen Haftzunder erkennen. Diese hervorragenden Eigenschaften des Signalverarbeitungssystems werden ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figuren 20 und 21 erläutert.

In Figur 20 ist ein Normalverteilungssignal a¹ dargestellt, das aus einem Videosignal a eines Strahlungsbildes erzeugt wurde. Ferner ist in Figur 20 ein Abweichungssignal b dargestellt, das die Differenz zwischen den Signalen a¹ und a ist.

Die Kurve c gibt die durch die vorstehend beschriebene Signalverarbeitung erzielten Ergebnisse wieder, wobei (lose) Zunderstücke ausreichend unterdrückt sind, wogegen Haftzunderstellen betont dargestellt sind. Bei einem Strahlungsbild, das auf feste Haftzunderstellen, die einen höheren Grad an Fehlerhaftigkeit haben, und teilweise abgeschälte Haftzunderstellen, die

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einen niedrigeren Grad der Fehlerhaftigkeit haben, sowie auf eine große Anzahl loser Zunderstücke zurückgeht, wie dies durch die Kurve a in Figur 21 dargestellt ist, wurden dann, wenn die Beurteilung allein aufgrund der Dunkelheit (Tiefe) der Signale erfolgte, Ergebnisse erzielt werden, die den umgekehrten Grad der Fehlerhaftigkeit anzeigen und zudem mit Störrauschen aufgrund von losen Zunderstücken behaftet sind. Wenn die Beurteilung andererseits allein aufgrund der Breite der Signale erfolgen würde, wäre es schwierig, genau das Ausmaß der Fehlerhaftigkeit der Oberflächenfehler anzugeben; dies steht im Gegensatz zu den Ergebniswerten gemäß c in Figur 21, die proportional zum Ausmaß der Fehlerhaftigkeit sind.

Beispiel 1

Warmer Stahlwerkstoff: Vorblock (unberuhigter Stahl) Stahltemperatur: 1150° C (gemes.sen in der Mitte

der Oberseite) Elektrooptische Bildaufnahmevorrichtung: 2048-Bit-

Festkörper-Bildsensor

Vorgehen:

Die Videosignale eines Strahlungsbildes des warmen Vorblocks aus Stahl, die mittels des Festkörper-Bildsensors aufgenommen wurden, wurden d^rch einen automatischen Verstärkungsregler zu einem A/D-Wandler mit schneller Abtast- und Halteschaltung geleitet, der die Videosignale in 8-Bit-Digitalsignale VS umwandelte. Die Diyitalsignale wurden einerseits weiterverarbeitet, indem zweidimensional für eine bestimmte Fläche die Maxima gehalten wurden und ein Mittelwert gebildet wurde, um auf diese Weise Normaxverteilungssignale NOR zu erzeugen, die der ungleichmäßigen iemperaturverteilung folgen, die der Stahlwerkstoff von sich aus hat. Ferner wurden die Digitalsignale mit Hilfe von Schieberegistern verzögert, und zwar für diejenige

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Zeitdauer, die zur Erzeugung der NormalVerteilungssignale NR benötigt wird. Ein Abweichungssignal aVS wurde durch Subtraktion des Normalverteilungssignals vom verzögerten Digitalsignal erzeugt, und diejenigen Abschnitte des Abweichungssignals aVS, die unter einem vorgegebenen Wert Po (= -0,1 V) lagen,der unter Berücksichtigung des Rauschpegels (% 50 mV), bestimmt wurde, wurden herausgezogen, um die Tiefe P (V) und die Breite W (mm) des jeweiligen Signals zu berechnen (siehe Figur 22). Einige Signale, die auf Zunderstücke und Haftzunder zurückgingen, wurden stichprobenartig ausgewählt und hinsichtlich des Ausmaßes der Fehlerhaftigkeit überprüft, wobei die Korrelation mit der Kombination der Parameter (P, W) festgestellt wurde. Figur 23 zeigt ein Fehlerdatendiagramm für sechs Haftzunderstellen und sieben Zunderstücke, die auf diese Weise überprüft wurden. Die Parameter für die Diskriminantenkurve L₁

W _r__ _{= Ί}

α+ {ß (P-Po )$^r

die die Bereiche der Haftzunderstellen und Zunderstücke trennt, wurden bestimmt. Es ergaben sich α = 2, ß = 7,5 und γ = 2. Durch Einsetzen dieser Werte wurde folgende Diskrimxnantengleichung erhalten

/(P, W) > 1 : "fehlerhaft"

/(P, W) ■£ 1 : "nicht fehlerhaft"

Nachdem die Diskrimxnantengleichung (4) bestimmt war, konnten Haftzunderstellen an Vorblöcken aus Stahl der gleichen Art automatisch erkannt und herausgefunden werden, indem einfach

in die Diskrimxnantengleichung (4) die Werte der Parameterkombination (P, W) eingesetzt wurden, die auf vorstehend beschriebene Weise berechnet wurden. Im praktischen Betrieb wird das Ergebnis der Diskrimxnantengleichung (4) als Datenausgang ei-

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nes PROM erhalten, auf dessen Adresseneingängen die Werte von P und W gegeben werden, so daß schließlich die Signale unterschieden werden, wie dies im Diagramm gemäß Figur 24 dargestellt ist. Eine Überprüfung von 62 Parameterkombinationen (P, W),die für neue, d.h. andere Videosignale berechnet wurden, ergab die in der folgenden Tabelle angegebene Bestimmangsrate, die wesentlich höher als die Bestimmungsrate ist, die durch herkömmliche Prüfverfahren auf der Grundlage der Signaltiefe oder der Signalbreite allein erreichbar ist. 10

Tabelle

BestiifflEungsrate 97,2 %

Fehlbestimmung 2,8 %

ÜberbestiiHmung 7,7 %.

Beispiel 2

Eiamer Stahlwerkstoff: Vorblock (halbberuhigter Stahl) Stalilteieperatur: 1200° C (in der Mitte der Oberseite gemessen) Elektrooptische Bildaufnahmevorrichtung: 2048-Bit-Fest-

körper-Bildsensor

Vorgehen:

Die Tiefe P (V) und die Breite (mm) der Signale wurden auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 berechnet. Mehrere Haftzunderstellen und Zunderstücke wurden stichprobenartig ausgewählt, wn ein Feiilerdatendiagramm (siehe Figur 25) anzufertigen, wobei 10 Zunderstücke und 8 Haftzunderstellen ausgewertet wurden (3 Haftzunderstellen vom R-Typ, 4 Haftzunderstellen vom T—Typ and 1 Haftzonderstelle vom F—Typ). Auf der Grundlage dieser Verteilung der Haftzunderstellen und Zunderstücke wurden die Parameter α, ß und ?Γ ^ⁿ der folgenden Diskriminanten-

kurve L_, bestimmt:

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α + -C β (P-Po)J*
Dabei ergaben sich α = 7,5, ß = 7,5 und T - 2, so daß galt

W
y(P, W) = _{7i5 i7/5} (p-0,1)i a ⁽⁵⁾

i(P, W) > 1 : "fehlerhaft"

/(P, W) < 1 : "nicht fehlerhaft"

Das Ergebnis der Signalunterscheidung mit Hilfe der Diskriminantengleichung (5) ist graphisch in Figur 26 wiedergegeben. Auf Haftzunder zurückgehende Signale konnten deutlich unterschieden werden von auf Zunderstücke zurückgehenden Signalen, wobei eine ebenso hohe Bestimmungsrate wie bei Beispiel 1 erreicht wurde. Durch Verwendung einer zusätzlichen Diskriminantenkurve L^ (siehe Figur 25) ist es möglich, den festen Haftzunder vom R-Typ, der ähnlich wie Risse ein hohes Maß an Fehlerhaftigkeit hat, von normalem Haftzunder vom T-Typ und von teilweise gelöstem Haftzunder vom F-Typ zu unterscheiden, so daß eine Beurteilung unter Berücksichtigung des Ausmaßes der Fehlerhaftigkeit möglich ist.

Die Figuren 27 und 28 zeigen das bereits erwähnte Mehrkamera-Oberflächen-Prüfsystem. Ein zu überprüfendes, warmes, strahlendes Werkstück 302 wird in Richtung eines Pfeiles a entlang einer Transportbahn transportiert, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einer Rollenbahn 301 gebildet wird. Das System umfaßt Abtastkameras A₁ bis A für die Oberseite, die oberhalb der Transportbahn in einer Ebene α angeordnet sind, die senkrecht zur Transportrichtung des Werkstückes 302 verläuft, und die senkrecht zur Transportrichtung ausgerichtet sind, um eine Schnittlinie S zwischen der Ebene α und der Oberseite des Werkstückes 302 abtasten zu können. Unterhalb der Abtastkamera A für die Oberseite befindet sich ein Ver-Schluß 303, und unterhalb des Verschlusses 303 ist ein mehr- -

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schichtiger Wärmeschutzschirm 305 mit einem Schlitz 304 angeordnet, dessen Abmessungen dem Blickwinkel der oberen Abtastkamera A entsprechen oder größer sind. Ferner sind seitliche Abtastkameras B₁ und B„ vorgesehen, deren Tiefenschärfe größer als die Dicke des zu prüfenden Werkstückes 302 ist und deren optische Elemente schräg ausgerichtet sind. Die seitlichen Abtastkameras sind auf gegenüberliegenden Seiten der oberen Abtastkamera A und in derselben Ebene α wie diese angeordnet und nach innen zu den seitlichen Oberflächen des Werkstückes 302 gerichtet, damit sie schräg von oben die Endabschnitte der Schnittlinie S zwischen der Oberseite des Werkstückes 302 und der Ebene α sowie die Schnittlinien S₀ zwischen der Ebene α und den seitlichen Oberflächen des Werkstückes 302 abtasten können. Unter den seitlichen Abtastkameras B. und B„ ist jeweils ein Verschluß 306 und ein Wärmeschutzschirm 307 angeordnet. Unterhalb und seitlich neben der Transportbahn sind untere Abtastkameras C₁ und C„ für die Unterseite des Werkstückes in einer Ebene ß angeordnet, in der sich die Schnittlinie S„ der Ebene α mit der Unterseite des Werkstückes befindet und die in Transportrichtung des Werkstückes 302 schräg nach unten geneigt ist. Die unteren Abtastkameras C₁ und C₂ tasten die Schnittlinie S- der Ebene α auf der Unterseite des Werkstückes 302 schräg von unten unter einem Blickwinkel von ungefähr 30 bis 60° ab. Auf gleiche Weise wie die oberen und die seitlichen Abtastkameras sind die unteren Abtastkameras C₁ und C-mit Verschlüssen 308 und mehrschichtigen Wärmeschutzschirmen 309 versehen.

Die unteren Abtastkameras C₁ und C- sind ferner mit Schutzhauben 310 versehen, die die unteren Abtastkameras vor Zunder und anderen Metallabfällen schützen, die von der Unterseite des Werkstückes 302 herabfallen. Das System umfaßt' ferner eine Verschlußsteuerung. 311, die derart ausgebildet ist, daß sie die Verschlüsse 303, 306 und 308 öffnet, wenn das vordere Ende des Werkstückes 302 von einem auf warmes Metall ansprechen-

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den Wärmedetektor 312 festgestellt wird, und die die Verschlüsse schließt, wenn das hintere Ende des Werkstückes 302 von einem auf warmes Metall ansprechenden Wärmedetektor 313 festgestellt wird. Die Verschlußsteuerung 311 schließt die Verschlüsse 303, 306 und 308 ferner dann, wenn der Werkstücktransport unterbrochen ist, wobei die Unterbrechung mittels eines Drehungsdetektors 314 festgestellt wird.

Sämtliche Abtastkameras A₁ bis A , B , B₂, C₁ und C₂ sind als Zeilenabtastkameras ausgebildet.

Wie die Figuren 29 und 30 zeigen, ist der Verschluß 303 in einem Wassermantel 315 angeordnet, durch den Kühlwasser geleitet wird. In den Wassermantel 315 ist ein Verschlußgehäuse 316 eingesetzt, in dem zwei Verschlußplatten 317 und 318 mit Hilfe von Armen 319 bzw. 320 und einer Welle 321 bzw. 322 schwenkbar gelagert sind, so daß sie geöffnet und geschlossen werden können. Die Arme 319 und 320 der Verschlüsse sind mittels eines Verbindungsgliedes 323 so miteinander verbunden, daß sie sich zusammen bewegen. Ein Ende der Welle 322 ist mittels eines Armes 324 und eines Verbindungsgliedes 325 mit einem bewegbaren Kern 327 eines Elektromagneten 326 derart verbunden, daß bei erregtem Elektromagneten 32 6 die Verschlußplatten 317 und 318 um die Achsen der Wellen 321 und 322 in ihre offenen Stellungen geschwenkt sind, die in Figur 30 strichpunktiert dargestellt sind. In die obere Wand des Verschlußgehäuses 316 ist eine Glasscheibe 328 eingesetzt. Die oberen Abtastkameras A sind auf der Oberseite des Kühlmantels 315 mit Hilfe eines Winkeleinstellmechanismus 329 angebracht und werden von einer oberen Abdeckung 330 geschützt.

Wie Figur 31 zeigt, umfaßt der Verschluß 306 zwei Verschlußplatten 332, einen Elektromagneten 333 und ein Verschlußgehäuse 334, die in einem mit Wasser gekühlten Kühlmantel 335 auf gleiche Weise wie beim Verschluß 303 angeordnet sind, wobei Ie-

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diglich der Unterschied besteht, daß das Verschlußgehäuse 334 ein Fenster 336 aufweist, das sich in einer Ebene befindet, die unter rechten Winkeln die Achse der schräg montierten seitlichen Abtastkamera B schneidet. Ferner sind in Figur 31 ein Winkeleinstellmechanismus 337 sowie eine obere Abdeckung 338 erkennbar.

Wie die Figuren 32 bis 34 zeigen, umfaßt der Verschluß 308 für jede der beiden unteren Abtastkameras C eine Verschlußplatte 341, die an ihrem oberen Rand mittels einer Welle 342 schwenkbar gelagert ist und ein Fenster in der Wand eines gekühlten Gehäuses 334 schließen kann, in dem die Abtastkamera C angeordnet ist, sowie einen Zylinder, der die Verschlußplatte 341 in ihre offene und ihre geschlossene Stellung bringen kann.

Die Verschlußplatte 341 wird von einem unter Federvorspannung stehenden Spannmechanismus 344 in Richtung ihrer geschlossenen Stellung gedrückt. Wie Figur 34 zeigt, besteht der Spannmechanismus 344 aus einem Arm 345, der an der Welle 342 des Verschlusses befestigt ist, einem drehbaren Element 34 6, das drehbar am Arm 345 gelagert ist, einer Stange 348, deren eines Ende schwenkbar an einem festen Tragarm 34 7 abgestützt ist und deren anderes Ende verschiebbar in eine Bohrung im drehbaren Element 346 eingesetzt ist, und aus einer Druckfeder 351, die zwischen Federsitzen 349 und 350 an der Stange" 348 sitzt. Ferner ist in Figur 32 ein Blasrohr 352 erkennbar, das zur Erzeugung eines Luftvorhanges dient. Die Schutzhaube 310 ist geneigt auf das Gehäuse 339 aufgesetzt und auf ihrer Unterseite mit geeignetem, stoßdämpfendem Material versehen.

. Da die Oberseite des Werkstückes von der oberen Abtastkamera senkrecht überstrichen wird, ist die Auflösung der Oberseite auf ein hohes Maß vergrößert. Die seitlichen Abtastkameras sind so angeordnet, daß sie schräg von oben die Oberseite und die seitlichen Oberflächen des Werkstückes quer zu den gegenüberliegenden Kanten desselben überstreichen, so daß Oberflä-

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chenfehler in den Kantenbereichen, die andernfalls häufig Totzonen bilden, zuverlässig festgestellt werden können. Ferner behalten die seitlichen Abtastkameras, die an Stellen schräg oberhalb der Transportbahn angeordnet sind, das zu prüfende Werkstück immer im Blickfeld, selbst wenn das Werkstück seitliche Bewegungen ausführen sollte, beispielsweise aufgrund von sich ändernder Breite oder Änderungen der Transportlage oder schlängelnden Bewegungen des Werkstückes, wobei die schräge bzw. geneigte Ausrichtung der optischen Elemente dazu beiträgt, daß das Werkstück im Txefenschärfenberexch bleibt und mit konstanter Vergrößerung gesehen wird. Die unteren Abtastkameras mit den Schutzhauben sind so angeordnet, daß sie die Unterseite des Werkstückes nach Fehlern schräg von unten abtasten, ohne daß das jeweilige Blickfeld durch die Schutzhauben beeinträchtigt ist. Wenn die unteren Abtastkameras ausreichend weit seitlich von der Transportbahn angeordnet sind, ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit dafür zu verringern, daß die Abtastkameras direkt durch herabfallenden .Zunder oder andere Teilchen getroffen werden können, und die. unteren Kantenbereiche des Werkstückes zu überprüfen. Die unteren Abtastkameras weisen ebenfalls eine schräge bzw. geneigte Anordnung der optischen Elemente auf, so daß der Parallaxenfehler des durch die schräge Betrachtung entstehenden Bildes der Unterseite korrigiert werden kann. Zeilenabtastkameras werden als Abtastkameras deswegen bevorzugt, weil sie hinter einem mehrschichtigen Wärmeschutzschirm angeordnet werden können, der die starke Wärmestrahlung des Werkstückes abschirmt, wobei die Oberfläche des Werkstückes durch einen äußerst schmalen Schlitz hindurch abgetastet wird, der im mehrlagigen Wärmeschutzschirm ausgebildet ist.

Die Figuren 35 bis 40 zeigen eine AusführungsfOrm, bei der die bereits erwähnten Normalverteilungssignale BS dazu benutzt werden, die Kanten eines warmen, transportierten Werkstückes festzustellen, um dementsprechend bewegbare seitliche Abtastkameras

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so zu steuern, daß sie den seitlichen Bewegungen des transportierten Werkstückes folgen. Im folgenden wird ausführlicher auf die Figuren 35 und 36 eingegangen. Oberhalb einer Transportbahn 402, die Fördermittel wie beispielsweise eine Rollenbahn 403 zum Transport eines warmen, strahlenden, zu prüfenden Werkstückes 401 entlang der Transportbahn aufweist, ist eine obere Abtastkamera 404 in einer Ebene α angeordnet, die senkrecht zur Transportrichtung des Werkstückes 401 verläuft, Die obere Abtastkamera 404 tastet die Oberseite des Werkstückes in einer zur Transportrichtung des Werkstückes senkrechten Richtung ab. Die beiden seitlichen Oberflächen des Werkstückes 401 werden jeweils von einer seitlichen Abtastkamera 405A bzw. 405B abgetastet. Beim dargestellten Ausführungsbeispxel sind die seitlichen Abtastkameras 405A und 405B auf einem Schlitten bzw. Wagen 407A bzw. 407B angeordnet, der mittels eines Servomotors 406A bzw. 406B zum und vom Werkstück 401 bewegbar ist. Wie beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispxel sind untere Abtastkameras 408A und 408B unterhalb der, Transportbahn 402 angeordnet, die die Unterseite des Werkstückes 401 schräg von unten in einer Ebene 3, die in Transportrichtung des Werkstückes nach unten geneigt ist, quer zur Unterseite abtasten. Ferner ist in Figur 35 eine Signalverarbeitungsanlage 409 zua? Feststellung von Oberflächenfehlern dargestellt, die die in den Figuren 37 und 38 dargestellte Ausbildung hat. Steuerschaltungen 410A und 410B dienen zur Steuerung der seitlichen Abtastkamerasund umfassen jeweils einen Servoverstärker 411A bzw. 411B.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Signalverarbeitungsanlage unter Bezugnahme auf die Blockdiagramme gemäß den Figuren 37 und 38 sowie die Wellenformen gemäß Figur 39 erläutert. Es wird angenommen, daß das Werkstück 401 gleichmäßige Dicke T hat. Auf gleiche Weise wie bei der bereits vorstehend beschriebenen Signalverarbeitung wird das von der oberen Abtastkamera 404, die das Strahlungsbild der Oberseite des Werkstückes 401

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abtastet bzw. aufnimmt, erzeugte Videosignal VS durch einen automatischen Verstärkungsregler 413 geleitet und mittels eines schnellen 8-Bit-A/D-Wandlers 414 in ein 8-Bit-Digitalsignal (256 Schritte) umgewandelt. Das Digitalsignal wird auf einen als Verzögerungsleitung dienenden Speicher 415 und gleichzeitig auf einen Normalverteilungsdetektor 417 gegeben. Der Normalverteilungsdetektor 417, der gleichen Aufbau und gleiche Funktionsweise wie der vorstehend beschriebene Normalverteilungsdetektor hat, erzeugt ein Normalverteilungssignal BS für einen Fehlerdetektor 416, der das verzögerte Digitalsignal DDS entsprechend seiner Abweichung vom Normalverteilungssignal BS beurteilt.

Das bei der Signalverarbeitung zur Fehlerfeststellung auftretende Normalverteilungssignal BS wird auch zur Kantenfeststellung benutzt. Dies wird im folgenden ausführlich erläutert. Vom Normalverteilungsdetektor 417 wird das Normalverteilungssignal BS zu einem Vergleicher 421 übertragen, der das Normalverteilungssignal BS mit einem bestimmten vorgegebenen Wert LE vergleicht und ein Breitensignal WS erzeugt, wenn gilt BS > LE. Daher entsprechen die Zeitpunkte, zu denen gilt BS = LE, den gegenüberliegenden Kanten des Werkstückes 401, und das sogenannte Kantensignal tritt während "der steigenden Flanke bzw. fallenden Flanke des Breitensignals WS auf. Wenn die Kanten aus den Werten der einzelnen Videosignale VS bestimmt werden, wird häufig ein möglicherweise auf der Oberseite des Werkstückes 401 vorhandener Fehler als Kante fehlinterpretiert, da der Signalwert stark abfallen kann, wie dies beispielsweise bei dem Videosignal VS₂ gemäß Figur 39 der Fall ist. Eine solche Fehlinterpretation tritt dann nicht auf, wenn die Kantenfeststellung auf dem Normalverteilungssignal BS basiert, das von Oberflächenfehlern und dergleichen nicht beeinflußt ist.

In Abhängigkeit vom vom Vergleicher 421 erzeugten Breitensig-

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nal WS erzeugen Sägezahngeneratoren 422A und 422B von einem bestimmten Zeitpunkt an konstant gehaltene Spannungen, die dem Ort der Kanten des Werkstückes 401 entsprechen. Dies heißt genau, daß für die linke Kante der Sägezahngenerator 422A vom Abtast-Startsignal (Impuls) ST angesteuert wird und daß der Spitzenwert bzw. das Maximum von einer Maximum-Halteschaltung 423A vor dem Zeitpunkt gehalten wird, zu dem das linke Kantensignal (Zeitimpuls) auftritt, um auf diese Weise die festgehaltene Spannung A₁ zu erzeugen. Für die rechte Kante wird der Sägezahngenerator 422B vom rechten Kantensignal (Zeitimpuls) angesteuert, und das Maximum wird von einer Maximum-Halteschaltung 423B vor dem Zeitpunkt gehalten, zu dem das folgende Abtast-Startsignal ST auftritt, um auf diese Weise die festgehaltene Spannung A₂ zu erzeugen. Die Spannungen A₁ und A~ entsprechen dem Ort der linken bzw. rechten Kante und werden auf den Eingang eines Servoverstärkers 424A bzw. 4 2 4B zusammen mit einer Signalspannung S₁ bzw. S₂ gegeben, die die Kamerastellung angibt und von einem Servomotor: 411A bzw. 41 1B oder von einem Potentiometer 412A bzw. 412B geliefert wird, die am Wagen 407A bzw. 407B angebracht sind. Auf diese Weise werden die Stellungen der seitlichen Abtastkameras 405A und 405B mittels der Servomotoren 411A und 411B und der Wagen 407A und 407B so gesteuert, daß seitliche Auswanderungen der gegenüberliegenden Kanten des Werkstückes 401 kompensiert werden.

Der Vergleicher 421, die Sägezahngeneratoren 422A und 422B sowie die Maximum-Halteschaltungen 423A und 423B bilden einen Kantendetektor 425. In Figur 37 sind ferner eine Signalverarbeitungsanlage 426A für die linke seitliche Oberfläche und eine Signalverarbeitungsanlage 426B für die rechte seitliche Oberfläche dargestellt. In Figur 38 ist ferner eine Zeitsteuerschaltung 440 dargestellt.

Statt die seitlichen Abtastkameras 405A und 405B mechanisch zu steuern, kann ein optisches Steuersystem zur Anwendung kom-

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men, wie es in Figur 40 dargestellt ist. Bei diesem optischen Steuersystem wird das Kantensignal (Spannung), das vom Kantendetektor 425 erzeugt wird, durch einen nichtlinearen Verstärker 42 7 auf eine Linse 428 mit Motorantrieb gegeben, damit auf diese Weise ein Servomotor 429 gespeist wird, der einen Entfernungseinstellring 431 um seine Achse mittels eines Zahnrades 430 dreht, um so die Linse 428 auf die seitliche Oberfläche des Werkstückes 401 scharf einzustellen. Der nichtlineare Verstärker 427 dient dazu, das Kantensignal (Spannung), das den Ort bzw. die Lage der seitlichen Oberfläche des Werkstückes 401 angibt, in einen Drehwinkel (Spannung) umzuwandeln, der zur Scharfeinstellung der Linse 428 mit Motorantrieb auf die seitliche Oberfläche des Werkstückes geeignet ist. Das Kantensignal (Spannung) speist durch einen nichtlinearen Verstärker 432 ferner einen Servomotor 433, der mittels eines Brennweitenstellzahnrades 434 einen Brennweitenstellrxng 435 so dreht, daß das Werkstück 401 auf einem Bildsensor 336 mit vorgegebener Vergrößerung abgebildet wird. Der nichtlineare Verstärker 432 dient dazu, das Kantensignal {Spannung) in einen Drehwinkel (Spannung) für den Brennweitenstellrxng 435 so umzuwandeln, daß für die Brennweite gilt F- = f (L), wobei F die Brennweite und L die Stellung bzw. der Ort der seitlichen Oberfläche des Werkstückes sind. Selbst wenn sich die Lage der seitlichen Oberfläche aufgrund von Änderungen der Breite des Werkstückes 401 oder schlangenförmigen Bewegungen des Werkstückes zwischen der mit ausgezogenen Linien und der gestrichelt dargestellten Lage (in Figur 40) ändert, wird daher das Bild der seitlichen Oberfläche unverändert mit konstanter Vergrößerung auf den Bildsensor 436 abgebildet. Wenn sich das Werkstück 401 nähert, wird nämlich der Bild- bzw. Blickwinkel vergrößert, wie dies mit ausgezogenen Linien dargestellt ist, und wenn sich das Werkstück 401 entfernt, wird der Blickwinkel verengt, wie dies gestrichelt in Figur 40 dargestellt ist, so daß Videosignale mit unterschiedlichen Blickwinkeln erzeugt werden. In Figur 40 sind ferner ein Blendenstellring 437, ein

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Kameragehäuse 438 und ein Lagergestell 439 dargestellt.

Wenn die Dicke T des transportierten Werkstückes 401 konstant ist und seine Oberfläche eine verhältnismäßig stabile Lage einnimmt, ist es möglich, die seitlichen Abtastkameras 405A und 405B mittels der Kantensignale zu erzeugen, die aus dem Normalverteilungssignal BS gewonnen werden, das wiederum aus den Videosignalen der oberen Abtastkamera 404 erzeugt wird. Wenn jedoch die Dicke T nicht konstant ist, werden die Signale von den unteren Abtastkameras 408A und 4 08B zur Steuerung benutzt. Der Grund dafür liegt darin, daß die Unterseite des Werkstückes, das auf der Rollenbahn 40 3 transportiert wird, trotz Änderungen der Dicke T zwangsläufig in der durch die Rollenbahn 403 definierten Ebene liegt. In diesem Fall ist die Feststellung der Kanten des Werkstückes 401 einfacher, wenn die seitliche Abtastkamera 405B durch die untere Abtastkamera 408A gesteuert wird und wenn die seitliche Abtastkamera 405A durch die untere Abtastkamera 408B gesteuert wird.

Wenn die Schwankungen der Dicke T sehr groß sind und die Möglichkeit besteht, daß die Oberseite des Werkstückes 401 den Tiefenschärfenbereich der oberen Abtastkamera 404 verläßt, können die seitlichen Abtastkameras 405A und 405B zur Steuerung der oberen Abtastkamera 404 in der Weise "benutzt werden, daß diese der Welligkeit der Oberseite folgt.

Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel werden somit die Kanten des transportierten Werkstückes aus dem Normalverteilungssignal bestimmt, das bei der Signalverarbeitung der Videosignale einer der Abtastkameras zur Feststellung von Oberflächenfehlern auftritt, so daß zur Nachführsteuerung einer anderen Kamera des Prüfsystems kein besonderer Fühler oder mehrere Fühler benötigt werden und die Kanten wirtschaftlicher und zuverlässiger festgestellt werden, ohne daß Fehlbestimmungen durch niedrige Fehlersignale auftreten.

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Wesentlicher Gegenstand der Erfindung ist somit ein Oberflächenprüfsystem zur Feststellung von Fehlern auf der Oberfläche warmen, strahlenden Materials, bei dem Videosignale von Unregelmäßigkeiten oder Fehlern bestimmt bzw. herausgefunden werden durch Vergleich mit Normalverteilungssignalen, die durch bereichsvariable Maximum-Speicherung erzeugt werden, um die Beeinflussung durch dunkle oder helle Fehler, die zufällig auf der zu prüfenden Oberfläche vorhanden sind, vollständig auszuschließen. Das System umfaßt Mittel zur Beseitigung von Störsignalen aufgrund von losen Zunderstücken, damit Ergebnisse erzielt werden, die nur echte Oberflächenfehler anzeigen, und ferner Mittel zur Anzeige des Grades der Fehlerhaftigkeit der festgestellten Fehler. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Mehrkamera-Oberflächenprüfsystem, das Fehler auf allen Seiten eines warmen, strahlenden Materials feststellen kann, das entlang einer vorgegebenen Transportbahn transportiert wird, wobei eine Nachführsteuerung für eine oder mehrere Kameras vorgesehen sein kann, die eine bestimmte Seite des Materials abtasten. Die Nachführsteuerung arbeitet mit Kantensignalen, die aus dem Normalverteilungssignal einer anderen Abtastkamera gewonnen werden, die eine Oberfläche auf einer anschließenden Seite des Materials abtastet.

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Claims (4)

Pate'ntansprüche

1. Verfahren zur Festtstellung von Fehlern auf der Oberfläche eines warmen, strahlenden Werkstückes, dadurch gekennzeichnet , daß ein Videosignal erzeugt wird, indem ein .Lichtstrahlungsbild des warmen Werkstückes elektrooptisch abgetastet wird, daß das Videosignal zugleich einem Speicher, der es für eine vorgegebene Zeitdauer verzögert, und einer Maximum-Halteschaltung zugeführt wird, die die Spitzenwerte des in Abtastrichtung mit Hilfe von Bildteilimpulsen in eine Anzahl von Bildelementen unterteilten Videosignals hält bzw. speichert, daß nach Erzeugung eines Normalverteilungssignals für jedes Bildelement durch aufeinanderfolgende Mittelwertbildung aus den Spitzenwerten mehrerer Bildelemente in aneinandergrenzenden Bereichen das Videosignal oder ein Spitzensignal, das von der Maximum-Halteschaltung aus dem Videosignal erzeugt wurde, mit einem momentanten Normalverteilungssignal , verglichen wird, das in einem vorangehenden Zyklus erzeugt wurde, daß eine gleitende Mittelwertbildung einer bestimmten Anzahl von Video- oder Spitzensignalen durchgeführt wird, wobei ein Video- oder Spitzensignal, dessen Differenz zum momentanen Normalverteilungssignal größer als ein vorgege-

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bener Wert ist, blockiert und durch ein zuvor erhaltenes Signal bei der gleitenden Mittelwertbildung ersetzt wird, und daß das verzögerte Videosignal aus dem Speicher mit diesem Normalverteilungssignal verglichen wird, um einen Oberflächenfehler an der Differenz zwischen dem verzögerten Videosignal und dem Normalverteilungssignal zu erkennen.

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Oberfläche des Werkstückes in Längs- und Querrichtung in zahlreiche Bildelemente unterteilt wird und daß bestimmte Bildelementdaten durch Vergleich des Videosignals oder Spitzensignals jedes Bildelementes mit einem Normalverteilungssignal· gesammelt werden, daß zunächst die Oberfläche untersucht wird, indem eine kleine Prüffläche, die eine bestimmte Anzahl von Bildelementen in Zeilen und Spalten abdeckt, nacheinander von Bildelement zu Bildelement verschoben wird, wobei in jeder neuen Lage der kleinen Prüffläche die Anzahl der Bildelementdaten in der kleinen Prüffläche verglichen wird mit der Gesamtanzahl der Bildelemente der kleinen Prüffläche, und daß dann die Oberfläche untersucht wird, indem eine große Prüffläche, die eine bestimmte Anzahl von Bildelementen in Zeilen und Spalten abdeckt, nacheinander von Bildelement zu Bildelement verschoben wird, wobei in jeder neuen Lage der großen Prüffläche die Anzahl der BiIdelementdaten in der großen Prüffläche verglichen wird mit der Gesamtanzahl der Bildelemente der großen Prüffläche.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet , daß solche fallenden Abschnitte des Videosignals herausgezogen werden, die unter einen vorgegebenen Normalwert Po sinken, daß die Tiefe P und die Breite W jedes derartigen fallenden Signalabschnittes berechnet wird und daß ein Diskriminantenwert aus der Fehlerdiskriminantengleichung

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f (P/ W) = α + iß (P-Po)J 9

berechnet wird, indem die Werte der Tiefe P und der Breite W in die Fehlerdiskriminantengleichung eingesetzt werden, um dadurch das Maß der Fehlerhaftigkeit zu beurteilen, wobei ein Fehlerdatendiagramm für zahlreiche Parameterkombinationen (P, W) angefertigt wird, indem Videosignale zumindest eines vergleichbaren warmen Werkstückes im Hinblick auf dessen tatsächliche Oberflächenbeschaffenheit analysiert werden, und wobei die Parameter α, ß und 'f der Fehlerdiskriminantengleichung mit Hilfe des Fehlerdatendiagrammes durch den Vorversuch so festgelegt werden, daß die Beurteilung als "fehlerhaft" erfolgt, wenn f (P, W) größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, und daß eine negative Beurteilung erfolgt, wenn f (P, W) kleiner als der vorgegebene Wert ist.

4. Oberflächenprüfsystem zur gleichzeitigen Prüfung der oberen, unteren und seitlichen Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes, das entlang einer vorgegebenen .Transportbahn transportiert wird, mit Hilfe mehrerer Zeilenabtastkameras, die so angeordnet sind, daß sie Schnittlinien zwischen den Oberflächen und einer Ebene abtasten, die senkrecht zur Transportrichtung des Werkstückes verläuft, gekennzeichnet

durch eine obere Zeilenabtastkamera (A, A₁, A₂/ A ; 404), die oberhalb der Transportbahn (301; 402) angeordnet ist und in der Ebene (α) eine Schnittlinie (S,.) auf der oberen Oberfläche abtastet, zwei seitliche Zeilenabtastkameras (B., B₂; 405A, 405B), die oberhalb der Transportbahn und seitlich neben der oberen Zeilenabtastkamera angeordnet sind und in der Ebene die entgegengesetzten Endabschnitte der Schnittlinie auf der oberen Oberfläche sowie die Schnittlinien (S_n) auf gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen des Werkstückes (302; 401) abtasten, wobei die seitlichen Zeilenabtastkameras einen Tiefenschärfenbereich, der größer

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als die Dicke (T) des Werkstückes ist, und schräge Ausrichtung der optischen Elemente aufweisen, und zwei untere Zeilenabtastkameras (C.., C-; 408A, 408B), die unterhalb und auf gegenüberliegenden Seiten der Transportbahn angeordnet sind und schräg von unten eine Schnittlinie (S ) auf der unteren Oberfläche des Werkstückes in einer Ebene (3) abtasten, in der die Schnittlinie auf der unteren Oberfläche liegt und die zur Transportrichtung des Werkstückes nach unten geneigt ist, wobei die unteren Zeilenabtastkameras schräge Ausrichtung der optischen Elemente aufweisen.

Kameranachführsteuervorrichtung für ein Oberflächenprüfsystem, das mehr als eine Abtastkamera zur gleichzeitigen Betrachtung verschiedener Oberflächen eines warmen, strahlenden Werkstückes, das entlang einer Transportbahn transportiert wird, sowie Mittel zur Verarbeitung von Videosignalen zu Narmalverteilungssignalen aufweist/ mittels derer Fehler auf der Oberfläche bestimmt werden, gekennzeichnet

durch Mittel (425) zur Erzeugung von Kantensignalen durch Vergleich des Normalverteilungssignals (BS) einer von zwei aneinandergrenzenden Oberflächen mit einem vorgegebenen Wert (LE), und Mittel (406A, 406B, 410A,, 410B, 411A, 411B, 424A, 424B) zur Steuerung der Nachführbewegung der Abtastkamera (405A, 405B) für die andere der aneinandergrenzenden Oberflächen in Abhängigkeit von den Kantensignalen.

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