DE3813239C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfraum zur visuellen Überprüfung der Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie auf Fehler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, wie er beispielsweise aus der DE 36 13 137 C1 als bekannt hervorgeht.

Diese Literaturstelle empfiehlt als Prüfleuchten für der­ artige Prüfräume solche, bei denen eine Leuchtstoffröhre von einem im Querschntt im wesentlichen trapezförmigen Reflektor umgeben ist, dessen planebene Schenkel mit hochglänzender spiegelnder Oberfläche versehen sind; le­ diglich der unmittelbar hinter der Leuchtstoffröhre lie­ gende Bereich des Reflektors ist matt geschwärzt. Durch diese Art der Prüfleuchtenausbildung sollen hohe Hell/ Dunkel-Kontraste bei blendungsfreiem Prüfbetrieb erzielt werden. Die Hell/Dunkel-Kontraste der Prüfleuchte werden in der glänzenden Lackoberfläche der zu überprüfenden Fahrzeugkarosserie gespiegelt. Oberflächenfehler lassen eine in der Lackoberfläche gespiegelte Kontrastlinie gebrochen oder versetzt erscheinen, was vom Prüfpersonal deutlich wahrgenommen werden kann.

Diese Literaturstelle erwähnt auch als Ausgestaltungsmög­ lichkeit für die Prüflampen eine von Leuchtstoffröhren gleichmäßig ausgeleuchtete Milchglasscheibe, die mit einem Raster schwarzer, nichtleuchtender Streifen versehen ist. Diese erwähnte Ausgestaltungsmöglichkeit wird jedoch in der genannten Literaturstelle als nachteilig verworfen, weil der Hell/Dunkel-Kontrast nicht so gut ist, wie bei der dort empfohlenden Prüfleuchte und weil der Energiever­ brauch vergleichsweise hoch ist. Im Zusammenhang mit der eingangs zitierten Literaturstelle sei noch erwähnt, daß der Prüfraum bzw. dessen Bestückung mit Prüfleuchten für die Überprüfung von lackierten, also glänzenden Fahrzeug­ karosserien konzipiert ist. Diese Ausbildung und Anordnung von Prüflampen ist jedoch bei der Überprüfung von unlackierten Rohkarosserien mit matter Oberfläche nicht möglich.

Unlackierte Rohkarosserien sollen auf Welligkeit, also auf kleinste Abformfehler beim Tiefziehen oder auch auf kleinste beim Zusammenschweißen der Blecheinzelteile mög­ licherweise entstandenen Einbeulungen überprüft werden. Außer einer Sichtkontrolle erfolgt diese Überprüfung auch durch Bestreichen mit der Hand durch das Prüfpersonal. Wegen der matten Blechoberfläche ist jedoch eine Sichtkontrolle kaum möglich; zumindest kleine Fehler sind bei üblicher Beleuchtung nicht oder nur dann erkennbar, wenn man auf andere Art vorher den Fehler festgestellt und lokalisiert hat.

Die DE 24 39 988 A1 geht auf die Formprüfung von Werk­ stücken mit matten Flächen, insbesondere von unlackierten Blechziehteilen für Fahrzeugkarosserien ein. Darin wird ein Laser-Scanning-Verfahren für die Formprüfung vorge­ schlagen. Ein Laserlichtpunkt wird zeilenweise über die zu prüfende Oberfläche hinwegbewegt und das Werkstück, dabei durch eine Videokamera als Standbild beobachtet bzw. ein entsprechendes Standbild gespeichert. Der laufende bzw. pendelnde Lichtpunkt erzeugt auf der Langzeitaufnahme ein Linienraster, welches mathematisch ausgewertet werden kann. Die einzelnen Linien haben bei ungestörter Oberflächenform einen bestimmten Kurvenverlauf, der mathematisch mit ab­ gespeicherten Sollkurven verglichen werden kann. Bei Übereinstimmung der vom Lichtpunkt erzeugten Istkurven mit den Sollkurven ist das Bauteil in Ordnung; bei Beulen weicht die Istkurve von der Sollkurve ab, was nach außen signalisiert werden kann. Es kann dabei auch die Lage der Beule am Bauteil z. B. auf einem Monitor sichtbar gemacht werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe apparative Aufwand, seine Empfindlichkeit hinsichtlich Fehlausrichtungen des Werkstückes in Relation zur Laser- Scanning-Einrichtung und vor allem der hohe Zeitbedarf für die Prüfung bzw. seine geringe Trefferquote. Es muß näm­ lich die Oberfläche sehr eng, d. h. streifenüberlappend abgetastet werden, um auch kleine Beulen sicher erfassen zu können, wozu eine lange Prüfzeit erforderlich wird.

Wenn das Werkstück aus Gründen der Zeitersparnis mit einem größeren Zeilenabstand abgetastet wird, so werden kleinere Beulen gar nicht oder nur am Rand getroffen, wobei die Lichtspur zumindest bei kleineren Beulen praktisch nicht gegenüber der Sollspur verändert wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von dem gattungsgemäß zugrundegelegten, an sich für die Überprü­ fung von glänzenden Oberflächen konzipierten Prüfraum dessen Prüfleuchten dahingehend auszubilden und anzuord­ nen, daß damit auch unlackierte, matte Rohkarosserien vi­ suell besser auf Oberflächenwelligkeit überprüft werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Die Prüfleuchten bzw. deren gerastertes Erscheinungsbild wird bei einem extrem flachen Winkel in der zu überprüfenden Karosserie­ oberfläche "gespiegelt", so daß auch bei dieser Anordnung Welligkeit im "Spiegelbild" der Rasterstreifen erkennbar werden.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Un­ teransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Erfin­ dung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Aus­ führungsbeispieles nachfolgend noch erläutert; dabei zei­ gen

Fig. 1 und 2 einen Querschnitt (Fig. 1) bzw. einen Längs­ schnitt (Fig. 2) durch einen Prüfraum und

Fig. 3 eine vergrößerte Einzeldarstellung eines Teils einer Prüfleuchte aus dem Prüfraum nach den Fig. 1 bzw. 2.

Der Prüfraum 1 ist am Ende einer Rohbau-Fertigungslinie für Fahrzeugkarosserien angebracht; es sind lediglich noch eini­ ge Nacharbeitsstationen hinter dem Prüfraum vorgesehen, be­ vor die Rohkarosserie 3 in die Lackierung überführt wird. Der Prüfraum 1 ist durch Einziehen von Leichtbauwänden zur Seite und nach oben hin von der übrigen Fertigungshalle abgetrennt, um eine ruhigere und un­ beeinflußte Atmosphäre für das Prüfpersonal zu schaffen. Die auf Förderwagen 6 aufgesetzten Rohkarosserien 3 wer­ den mittels einer Schleppkette 7 durch den Prüfraum 1 in Förderrichtung 14 langsam hindurchgefördert. Die Schlepp­ kette 7 ist in einem kleinen, oberhalb des Hallenbodens 8 liegenden offenen Kanal geführt, der auch die Führung des Förderwagens 6 übernimmt. Während der Förderung der Roh­ karosserien 3 bestreichen diese ein gewisses Fahrprofil 16.

Im Innern des Prüfraumes 1 sind, abgesehen von einer gewissen Allgemeinbeleuchtung, auch noch besondere Prüfleuchten 4, 4′, 5 und 5′ vorgesehen, die zur visuellen Überprüfung der matten Rohkarosserie 3 auf Welligkeitsfehler ausgebildet und an­ geordnet sind. Die im wesentlichen kastenfömig oder qua­ derförmig ausgebildeten Prüfleuchten weisen eine Milchglas­ scheibe 19 auf, die durch mehrere Leuchtstoffröhren 21 gleich­ mäßig ausgeleuchtet ist. Auf der Milchglasscheibe 19 ist ein Raster aus schwarzen Streifen ausfgebracht, welches durch eine Schar unidirektionaler, äquidistanter schwarzer Streifen 9 ge­ bildet ist. Und zwar weisen die Streifen einen - quer zu ihnen gemessenen - Teilungsabstand t von 2 bis 10 cm, vor­ zugsweise von 4 bis 7 cm und einen leuchtenden Zwischenraum a von 20 bis 50%, vorzugsweise von 25 bis 33% des Teilungs­ abstands t auf. Diese Art der Streifenteilung und des leuchtenden Anteiles zwischen ihnen hat sich bei der Über­ prüfung von matten unlackierten Rohkarosserien auf Wellig­ keitsfehler als besonders zweckmäßig erwiesen. In einem im wesentlichen abgedunkelten Feld sollen schmale hell leuchten­ de Streifen mit möglichst scharfer Begrenzungslinie vorhanden sein, deren gegenseitiger Abstand auch bei sehr flacher "Spiegelung" in der zu überprüfenden Oberfläche noch deut­ lich wahrnehmbar ist. Mit Rücksicht auf die sehr flache "Spiegelung" des Rasters schwarzer Streifen in der Karosserie­ oberfläche ist auch wichtig, daß die schwarzen Streifen eine gewisse Mindestlänge von beispielsweise 30 cm haben; zweck­ mäßig ist eine Streifenlänge von etwa 50 bis 80 cm - Maß L in Fig. 3. Damit bei der flachen "Spiegelung" des Rasters schwarzer Streifen in der Karosserieoberfläche die Raster­ linien nicht mit den Hauptbegrenzungslinien der zu über­ prüfenden Oberflächenbereiche zusammenfallen, ist vorge­ sehen, daß die schwarzen Streifen 9 an den betriebsbereit auf­ gestellten Prüfleuchten 4, 4′, 5, 5′ um 30 bis 60°, vor­ zugsweise um etwa 45° zur Vertikalen 10 geneigt sind. Wenn die in der Oberfläche "gespiegelten" Rasterlinien nicht mit Mantellinien der Karosserieblechkrümmung zusammenfallen, son­ dern in der Neigung deutlich hiervon abweichen, zeichnen sich Welligkeitsfehler in dem "Spiegelbild" besser ab.

Von den innerhalb des Prüfraumes 1 angeordneten Prüfleuch­ ten 4, 4′, 5, 5′ ist jede Prüfleuchte jeweils einer be­ sonderen zu überprüfenden Oberflächenpartie der Rohka­ rosserie 3 zugeordnet, wobei beim dargestellten Ausführungs­ beispiel jeder Oberflächenpartie symmetrisch ein Paar spie­ gelbildlich angeordneter Prüfleuchten zugeordnet ist. Und zwar sind die rechts und links relativ hoch angeordneten Prüfleuchten 4 für die Überprüfung des Daches 11 vorgesehen; die darunter angeordneten Prüfleuchten 4′ dienen der Über­ prüfung der Motorraumhaube 12 bzw. der Gepäckraumhaube 13. Die paarweise längsseits der Förderstrecke angebrachten Prüfleuchten 4 bzw. 4′ werden also bei der Überprüfung der im wesentlichen horizontal liegenden Oberflächenpartien benötigt. Diese Prüfleuchten sind bei vertikal stehender Milchglasscheibe 19 parallel zur Förderrichtung 14 ausge­ richtet und im seitlichen Abstand einer Arbeitsgangbrei­ te - Maß b - zur Rohkarosserie 3 bzw. ihres Fahrprofiles 16 angebracht. Die Unterkante 22 bzw. 22′ der Milchglasschei­ be 19 liegt dabei etwa höhengleich wie der niedrigste Teil des Daches 11 bzw. der Motorraumhaube 12 oder der Gepäckraumhaube 13. Hierdurch soll sichergestellt werden, daß auch die seit­ lich abfallenden Bereiche des Daches 11 bzw. der jeweiligen Hauben 12, 13 noch unter Verwendung einer flachen "Spiegelung" des Rasters schwarzer Streifen in der Karosserieoberfläche überprüft werden können. Zwar sind die beiden Prüfleuchten 4 und 4′ in Vertikalrichtung untereinander angeordnet, jedoch liegen sie - in Förderrichtung 14 betrachtet - lagegleich. Hiermit kann erreicht werden, daß beim Vorbeilauf der Rohkarosserie 3 an den Prüfleuchten zuerst die Motorraumhaube 12 unter Ver­ wendung der Prüflampe 4′, anschließend das Dach mittels der Prüfleuchte 4 und schließlich die Gepäckraumhaube 13 unter erneutem Einsatz der Prüfleuchte 4′ überprüft werden kann.

Im Prüfraum 1 sind weitere Prüfleuchten 5 und 5′ für die Überprüfung der im wesentlichen vertikalen Seitenwandbereiche 15 und 15′ sowie der Türen 20 und 20′ vorgesehen. Diese Prüfleuchten stehen mit der Milchglasscheibe 19 ebenfalls vertikal, sind jedoch quer zur Förderrichtung 14 zu Beginn - Prüfleuchte 5 - bzw. an deren Ende - Prüfleuchte 5′ - an­ geordnet. Um das Raster schwarzer Streifen dieser Prüfleuchten möglichst flach in den seitlichen Oberflächenpartien der Rohkarosserie 3 "spiegeln" zu können, sind diese Prüf­ leuchten 5 und 5′ in möglichst geringem Seitenabstand zum Fahrprofil 16 angeordnet.

Allgemein ausgedrückt sind die Prüfleuchten 4, 4′, 5 bzw. 5′ in bezug auf die ihnen jeweils zugeordnete zu überprüfende Oberflächenpartie derart im Prüfraum 1 angeordnet, daß sie - von einem neben der vorbeigeführten Rohkarosserie 3 stehenden Beobachter aus betrachtet - jenseits der zuge­ hörigen Oberflächenpartie und mit ihrer Milchglas­ scheibe 19 annähernd quer zur Blickrichtung stehend erscheinen; außerdem müssen die Prüfleuchten mit ihrem untersten bzw. karosserienächsten Rand 22, 22′ bzw. 23 an die verlängert gedachte Tangentialebene der zugehörigen Oberflächenpartie heranreichen. Aufgrund dieser Anordnung ist eine sehr flache "Spiegelung" des Rasters schwarzer Streifen in der matten Karos­ serieoberfläche möglich. Ein solcher flacher Strahlenverlauf bei der "Spiegelung" des Schwarzstreifenrasters in der Ka­ rosserieoberfläche ist in Fig. 1 für den Bereich des Daches 11 strichpunktiert angedeutet.

Durch die Fahrprofil-nahe Anordnung der Prüfleuchten 5 bzw. 5′ wird der Arbeitsgang neben den Rohkarosserien 3 in Förderrichtung behindert. Um dennoch dem Personal die Mög­ lichkeit des Entlanglaufens an der Förderstrecke auch über den unmittelbaren Prüfraumbereich hinaus zu ermöglichen, ist vorgesehen, daß die Prüfleuchten 5 und 5′ für die Sei­ tenbereiche beweglich angeordnet sind. Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist dies dadurch realisiert, daß die Prüfleuchten 5 und 5′ auf einem mittels Rollen 17 verfahrbaren Ständer 18 montiert sind. Bei Bedarf kann die Prüfleuchte 5 bzw. 5′ seitlich weggeschoben werden. Stattdessen ist es auch denkbar, die Prüfleuchten 5 bzw. 5′ nach Art einer Pendeltür oder nach Art einer Schiebetür beweglich anzuordnen. Die schiebetürähnliche Anordnung einer Prüfleuchte kann auch dadurch realisiert werden, daß die Prüfleuchte mittels parallelogrammartig angeordneter Stangen oder Ketten von der Decke abgehängt ist. Die pendelnd aufgehängte Prüfleuchte kann dann seitlich weg­ gedrückt werden, wobei sie schwerkraftbedingt wieder in die Ausgangslage zurückkehrt. Um ein Überpendeln in den Bereich des Fahrprofils 16 hinein zu verhindern, kann die Prüf­ leuchte zusätzlich mittels Seilen seitlich abgespannt wer­ den. Um - als weitere denkbare Ausgestaltungsmöglichkeit - ein unbehindertes Entlanggehen des Prüfpersonals an der Förderstrecke noch bequemer zu gestalten, können vor und hin­ ter den beweglichen Prüfleuchten Trittplatten als Annäherungs­ sensoren für Prüfpersonal angeordnet werden. Diese Tritt­ platten können ein selbsttätiges Ausweichen der servomotorisch angetriebenen, beweglichen Prüfleuchten auslösen.

Abschließend sei noch erwähnt, daß es auch möglich ist, die Prüfleuchten nicht real an den in Fig. 1 und 2 vorgesehenen Stellen anzuordnen, sondern daß diese Anordnung lediglich virtuell aufgrund einer entsprechenden Einspiegelung von an­ derswo real angeordneten Prüfleuchten geschaffen wird. Außer­ dem ist es zweckmäßig, daß großflächige Spiegel bei der Über­ prüfung der Seitenwände benutzt werden, damit das Prüfper­ sonal sich nicht umständlich zu bücken braucht. Diese Spie­ gel müßten allerdings raumschräg neben den Fahrzeugen ange­ ordnet werden, um dem Prüfpersonal eine bequeme Körperhal­ tung während der Prüftätigkeit zu erlauben. Eine optimale Spiegelstellung kann jedoch unschwer empirisch ermittelt werden. Diese großflächigen Spiegel können ebenfalls seit­ lich beweglich angeordnet werden.

Schließlich sei noch darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig sein kann, das von der Milchglasscheibe diffus abgestrahlte Licht durch streifenparallele Zylinderlinsen in einer Kondensor­ anordnung parallel auszurichten, was eine geringere Blend­ wirkung ergibt; allerdings wird dadurch auch der Bereich, un­ ter dem bzw. innerhalb dem eine Oberflächenkontrolle vorge­ nommen werden kann, eingeengt. Anstelle von Streifenkon­ densoren kann auch ein Paar von durchsichtigen Platten mit eingearbeiteten Zylinderlinsen vorgesehen werden, die den streifenförmigen Kondensor-Effekt ergeben. Auch zwei durch­ sichtige Platten mit einer Vielzahl plattenintegrierter, fazettenartiger Linsen, die nach Art von Kondensoren ausge­ bildet bzw. angeordnet werden, sind denkbar. Diese zwar blendarme aber auf einen relativ schmalen Ausleuchtungsbe­ reich beschränkte Prüfleuchte ist insbesondere für eine video-optische Beobachtung und Bilderzeugung mit einer an­ nähernd ortsfesten Aufnahmekamera geeignet. Der video-opti­ schen Bilderfassung ist eine entsprechende elektronische Bild­ auswertung nachgeschaltet, die Formabweichungen des tat­ sächlichen "Spiegelbildes" der Hell/Dunkel-Linien von dem Soll­ verlauf erkennen kann, z. B. Welligkeiten, einen Versatz, eine Un­ terbrechung u. ä.

Claims (8)

1. Prüfraum zur visuellen Überprüfung der Oberfläche einer Fahrzeugkarosserie auf Fehler, mit mehreren flächigen Prüfleuchten zur Erzeugung eines Hell/Dunkel-Musters auf der zu überprüfenden Fahrzeugkarosserie, wobei die Prüf­ leuchten an ihrer Vorderseite eine durch mehrere Leucht­ stoffröhren gleichmäßig ausgeleuchtete und mit einem Ra­ ster äquidistanter und unidirektionaler schwarzer nichtleuchtender Streifen und lichtdurch­ lässiger Zwischenräume versehene Milchglasscheibe aufwei­ sen und mit einer Vorrichtung zum geradlinigen Bewegen der zu überprüfenden Fahrzeugkarosserie an den Prüfleuchten vorbei durch den Prüfraum, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überprüfung matter unlackierter Rohkarosserien (3) die Prüfleuchten (4, 4′, 5, 5′) folgendermaßen ausgebildet und im Prüfraum (1) angeordnet sind:

• - der quer zu den schwarzen Streifen (9) gemessene Teilungsab­ stand (t) beträgt 2 bis 10 cm, vorzugsweise 4 bis 7 cm und der lichtdurchlässige Zwischenraum (a) beträgt 20 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 33% des Teilungsab­ standes (t);
• - die vorzugsweise rechteckige Milchglasscheibe (19) ist so bemessen, daß - abgesehen von den ecknahen Streifen - die Länge der schwarzen Streifen (9) mindestens 30 cm, vorzugsweise 50 bis 80 cm beträgt;
• - die schwarzen Streifen (9) weisen an den betriebsbe­ reit aufgestellten Prüfleuchten (4, 4′, 5, 5′) einen Winkel (α) von 30 bis 60°, vorzugsweise von 45° zur Vertikalen (10) auf;
• - die Prüfleuchten (4, 4′, 5, 5′) sind in bezug auf die mit ihnen jeweils zu überprüfende Oberflächenpartie (Dach 11, Motorraumhaube 12, Gepäckraumhaube 13, Sei­ tenwand 15, 15′, Türen 20, 20′) der Rohkarosserie (3) derart im Prüfraum (11) angeordnet, daß sie bezüglich eines neben der vorbeibewegten Rohkarosserie (3) ste­ henden Beobachters jenseits der zugehörigen Oberflä­ chenpartie (Dach 11, Motorraumhaube 12, Gepäckraum­ haube 13, Seitenwand 15, 15′, Türen 20, 20′) und mit ihrer Milchglasscheibe (19) quer zur Blickrichtung stehen und daß sie mit ihrem karosserienächsten Rand (22, 22′, 23) an die verlängert gedachte Tangential­ ebene der zu überprüfenden Oberflächenpartie (Dach 11, Motorraumhaube 12, Gepäckraumhaube 13, Seitenwand 15, 15′, Türen 20, 20′) heranreichen.

2. Prüfraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfleuchten (4, 4′) für die Überprüfung der ho­ rizontalen Oberflächenpartien der Rohkarosserie (3), wie Dach (11), Motorraumhaube (12) oder Gepäckraumhaube (13) bei ver­ tikal stehender Milchglasscheibe (19) parallel zur Förder­ richtung (14) im seitlichen Abstand einer Arbeitsgang­ breite (b) zur Rohkarosserie (3) und mit der Unterkante (22, 22′) der Milchglasscheibe (19) etwa höhengleich wie der niedrigste Teil der jeweiligen horizontalen Oberflä­ chenpartie angeordnet sind.

3. Prüfraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfleuchten (5, 5′) für die Überprüfung der ver­ tikalen Oberflächenpartien der Rohkarosserie (3), wie die Bereiche der Seitenwand (15, 15′) und der Türen (20, 20′) bei verti­ kal stehender Milchglasscheibe (19) quer zur Förderrichtung (14) am Anfang und/oder am Ende des Prüf­ raumes (1) und möglichst geringem Seitenabstand zu dem von der Rohkarosserie (3) bestrichenen "Fahrprofil" (16) an­ geordnet sind.

4. Prüfraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfleuchten (5, 5′) für die Seitenwand (15, 15′) und die Türen (20, 20′) beweglich angeordnet sind.

5. Prüfraum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfleuchten (5, 5′) auf einem auf Rollen (17) verfahrbaren Ständer (18) montiert sind.

6. Prüfraum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfleuchten nach Art einer Pendeltür oder nach Art einer Schiebetür beweglich angeordnet sind.

7. Prüfraum nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Servomotor zum Bewegen der beweglichen Prüf­ leuchten vorgesehen ist und daß vor und hinter den beweg­ glichen Prüfleuchten Trittplatten als Annäherungssensoren für das Prüfpersonal angeordnet sind, die ein selbsttä­ tiges Ausweichen der servomotorisch angetriebenen, beweg­ lichen Prüfleuchten auslösen.

8. Prüfraum nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgesehene Anordnung der Prüfleuchten virtuell aufgrund einer entsprechenden Einspiegelung einer an an­ derer Stelle real angeordneten Prüfleuchte erreichbar ist.