DE3205698A1

DE3205698A1 - Verfahren und vorrichtung zur oberflaechenkontrolle eines werkstoffes

Info

Publication number: DE3205698A1
Application number: DE19823205698
Authority: DE
Inventors: Gunther Dr. 8264 Eschenz Wulff
Original assignee: Alusuisse Holdings AG; Schweizerische Aluminium AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1982-02-15
Filing date: 1982-02-17
Publication date: 1983-09-01
Also published as: DE3222753A1; CH656466A5; US4539561A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenkontrolle eines
Werkstoffes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Ueberprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche sowie eine Vorrichtung hierfür.

Bekannte sogenannte On-line Qualitätskontrollen werden beispielsweise durchgeführt nach dem magnetischen Streuflussverrfahren, dem Ultraschallverfahen, dem Wirbekstromverfahren oder aber auf triviale Weise nach dem optischen Verfahren. Letzteres setzt die direkte visuelle Inspektion der Oberfläche des Werkstoffes durch den Beobachter voraus. Hierbei wird heute in der Regel die Fernsehtechnik zu Hilfe genommen, wobei die Oberfläche ganz oder in Teilabschnitten auf einen oder mehrere TV-Monitoren abgebildet wird. Dabei werden durch kurzzeitige Kameraverschlüsse stehende Bilder des bewegten Werkstoffs erzeugt. Durch Auswahl von TV-Kameras günstiger spektraler Empfindlichkeit (z.B. im Infraroten) und Filterung des anfallenden Lichtes wird der Koη-trast des farbigen Bildes für die Fehlererkennbarkeit durch ein Beobachter optimiert. Die zellenförmige Abtastung des TV-E5ildes ermöglicht die rechnerische Erfassung der Oberflächenfehler über Mustererkennung und ihre Weiterverarbeitung zur Registrierung von Sortier- oder Steuerbefehlen für die Oberflächenbearbeitung.

Die Vorzüge der optischen Verfahren liegen in ihrer Anwendbarkeit bei beliebig hohen Objekttemperaturen und in der Vermeidung von Verschleiss oder Beschädigung von Detektoren durch die bewegten Prüflinge infolge des gross wählbaren "Abstandes Kamera-Objekt, in der flächenhaften Erfassung der gesamten oder grosser Teile der Prüfflächen statt punkt- oder linienhafter Abrasterung bei allen anderen Verfahren.

Nachteilig wirkt sich dagegen aus, dass die Oberflächen-IQ kontrolle nur bei relativ geringer Bandgeschwindigkeit möglich ist. Bei erhöhter Geschwindigkeit werden lediglch einzelne Bildausschnitte als stehendes Bild dargestellt, was dann nur noch die partielle (z.B. 20% der totalen Oberfläche) Inspektion erlaubt.
15

Je schneller die Bandgeschwindigkeit ist, umso schlechter bzw. seltener werden die Fehler erkannt.

Der Erfinder hat sich zum Ziel gesetzt, diese Nachteile zu beseitigen und ein möglichst kostengünstiges und einfaches System zur Qualitätskontrolle zu entwickeln, wobei auch die bislang schon vorhandenen Kameras bzw. Bildschirme weiter benutzt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren der obengenannten Art, bei dem die Verbindung zwischen Bildschirm und Kamera nur bei einem auftauchenden Fehler auf dem Werkstoff hergestellt wird.

Dabei wird das Video-Signal von einem oberen und einem unteren Signalpegel eingegrenzt, deren Ueberschroitunq

während einer frei wählbaren Zeit (_ durch das Video-Signal die Auslösung eines Triggersignals zur Folge hat. Zwischen zwei Triggersignalen wird das Fehlerbild durch einen Bildspeicher auf dem Monitor gehalten. Dieser Bildspeicher weist gleichzeitig eine derartig hohe Kapazität auf, dass or ein Bild oder mehrere aufeinanderfolgende Bilder abspeichern kann. Dieses Verfahren hat den grossen Vorteil, dass auf dem Monitor nur Bilder von Flächenausschnitten mit Fehlern erscheinen, während fehlerfreie Bandstücke keine Bilder erzeugen. Dadurch wird die Konzentration des Bildschirmbeobachters nicht unnötig strapaziert.

Weiterhin kann der Werkstoff, beispielsweise ein Giessband, mit relativ hoher Bandgeschwindigkeit laufen, denn es wird nur dann ein stehendes Bild auf dem Monitor erzeugt, wenn ein Oberflächenfehler auftaucht. Da Fehler nicht sehr häufig vorkommen, werden in der Regel alle Fehler ordnungsgemäss und richtig beurteilt. Das Bild bleibt solange auf dem Monitor stehen, bis durch die Kamera ein neuer Oberflächenfehler entdeckt wird.

Bevorzugtermassen weist aber der Bildspeicher eine Kapazität für mehrere aufeinanderfolgende Bilder auf, die nacheinander abgerufen werden können, so dass ein neuer Oberflächenfehler nicht unmittelbar zur Löschung des alten Fehlerbildes führt.

Weiterhin ist erfindungsgemäss eine Verzögerungseinrichtung zwischen der Triggerschaltung und dem Bildspeicher vorgesehen, mittels der ein durch die Bildtriggerung verursachtes Bild an weitere Stellen in der Bandlaufrichtung auf den

Monitor projiziert werden kann. Dies hat eine Verschiebung des Bildes auf dem Monitor in bezug auf den Fehlerort zur Folge.

Zudem kann an der Triggerschaltung eine zweite Kamera angeschlossen werden, mittels der ein zum Bild der ersten Kamera verschobener Bildausschnitt aufgenommen und dem Bildspeicher eingegeben wird. Auch dies verbessert die Fehlererkennung und insbesondere die Fehlerauswertung erheblich.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren sieht vor, dass zwischen dem Bildschirm und der Kamera eine Triggerschaltung sowie ein Bildspeicher angeordnet ist.

Bei der Ausgestaltung ist es möglich, versetzt zu der ersten Kamera eine zweite Kamera zu installieren, welche einen von der ersten Kamera verschobenen Bildausschnitt abtastet.

Vorzugsweise wird zwischen Triggerschaltung und Bildspeicher eine Verzögerungseinrichtung (Delay) eingebaut.

Bei dem Bildspeicher handelt es sich in der Regel um einen FIFO (First in First out) -Bildspeicher mit einer Kapazität für ein Bild oder mehrere aufeinanderfolgende Bilder.

Da in der Regel bei den bisher bestehenden bekannten Kontrolleinrichtungen bereits eine Kamera cowie ein BiLdschirrn vorhanden ist, genügt es zwischen diese beiden Einrichtungen einen Bildspeicher sowie eine Triggerschaltunq n-.-bst Verzögerungseinrichtung als Zusatzgerät einzubauen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
5

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Anlage zur Oberflächenprüfung eines Werkstoffs;

Fig. 2: ein Diagramm eines Video-Signals mit einem Diagramm eines Trigger-Signals entsprechend dem Video-Signal .

Eine Video-Kamera 1 nimmt die Oberfläche eines Giessbandes 2 auf und steuert eine Triggerschaltung 3 an, welche über einen Schalter 4 mit einem Bildspeicher 5 verbunden ist. Der Bildspeicher 5 enthält vorzugsweise eine Ausleseeinrichtung.

Der Inhalt des Bildspeichers 5 ist mittels eines BiIdschirms 6 ablesbar.

Zwischen Triggerschaltung 3 und Bildspeicher 5 ist. eine Verzögerungseinrichtung (Delay) 19 angeordnet.

Mit dem Trigger 3 ist gegebenenfalls eine zweite Video-Kamera 7 zur Aufnahme eines zur ersten Kamera 1 verschobenen Bildausschnittes verbunden.

Geniäss Fig. 2 bewegt sich ein Video-Signal 10 zwischen einem oberen Signalpegel 1 1 und einem unteren Signalpegel

12. Fehler auf dem Giessband 2 bewirken ein Abweichen des

■ Video-Signals 10, wobei die Signalpegel 11, 12 über- oder unterschritten werden. Im vorliegenden Beispiel bestimmt ■;.:,. ; r:":;;; χ. '-■■.' ----- -. -■■- ■■■■'-'■■ ■■-' ------ ; ^;· '

das Video-Signal 10 ein Triggersignal 14. Am Punkt 15 über-

ύ.χύ ViJ O- ^ .^;.ä.."i.t ?·> ·-■(·■; f :■■!·:"- <i<·.:-' = ~^: - ■-:-■'- '■■:."■. ■'* ■'■■

schreitet das Video-Signal 10 den oberen Signalpegel 11. Nach einer frei wählbaren Zeit = :«- bewirkt dies den Trigger-

b - i\: h '-Inor i!"f:^!l '.--Wi i^! τ=. ■■·" :■■ ·. '- ■ - · ■

Impuls 16, der zum Entstehen der Verbindung von Kamera 1 mit Bildspeicher 5 führt. Dieses Bild bleibt solange ste-

hen, bis durch Unterschreiten des unteren Signalpegels 12

am Punkt 17 die nächste Bildspeicherung durch einen nachfolgenden Trigger-Impuls 18 ausgelöst wird.

do.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Ueberprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Verbindung zwischen Bildschirm (6) und Kamera (1,7) nur bei einem auftauchenden Fehler auf dem Werkstoff (2) hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Video-Signal von einem oberen und einem unteren Signalpegel (11,12) eingegrenzt wird, deren Ueberschreitung (15,17) die Auslösung eines Trigger-Signals (16,18) zur Folge hat.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Trigger-Signalen (16,18) durch einen Bildspeicher (5) das Fehlerbild auf dem Monitor gehalten wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bildschirm (5) ein Bild oder mehrere aufeinanderfol gende vollständige Bilder abgespeichert werden.

-r

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bildtriggerung verursachte Bilder mittels einer Verzögerungseinrichtung zwischen Triggerschaltung (3) und Bildspeicher (5) an weitere Stellen der Bandlaufrichtung auf den Monitor projiziert werden.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer zweiten Kamera (7) ein zum Bild der ersten Kamera (1) verschobener Bildausschnitt aufgenommen und über die Triggerschaltung (3) dem Bildspeicher (5) eingegeben wird.

7. Vorrichtung zur Oberflächenkontrolle eines Werkstoffes, insbesondere eines Aluminium-Giessbandes, durch visuelle Ueberprüfung eines von zumindest einer den Werkstoff abtastenden Kamera durch ein Video-Signal auf einen Monitor übermittelten Bildes der Werkstoffoberfläche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bildschirm (6) und der Kamera (1) eine Triggerschaltung (3) sowie ein Bildspeicher (5) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Kamera (1) eine zweite Kamera (7) einen von der ersten Kamera ( 1 ) verschobenen Bildausschnitt abtastet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Triggerschaltung (3) und Bildspeicher (5) eine Verzögerungseinrichtung (19) eingebaut ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Bildspeicher (5) ■ ein FIFO (First in First out) -Bildspeicher mit einer Kapazität für ein oder mehrere Bilder ist.