DE3901432A1

DE3901432A1 - Messwerterfassung an einer hb-pruefmaschine mit hilfe einer videokamera und eines computers

Info

Publication number: DE3901432A1
Application number: DE19893901432
Authority: DE
Inventors: Ludwig Weyand
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1990-08-02

Description

A: Die einzelnen Komponenten

Gegeben sei eine Mattscheibe, auf der ein Kugelabdruck, wie er bei HB-Maschinen erzeugt wird, abgebildet ist.

a) Verwendet wird eine Videokamera bel. Typs.
Beispiel 1: MONACOR TVC 500
Beispiel 2: s/w ccd Video Kamera BWS 02 z. B. der Fa. VideoMOS Eppingen
Beispiel 3: ccd Kamera mit abgesetztem Bildaufnehmer oder eine andere bel. Video Kamera mit einer Mindestempf. von 20 LUX z. B. der Fa. VideoMOS Eppingen
Die Wahl der Kamera hängt von der HB-Prüfmaschine ab, sollte der Vorsatz vor der Mattscheibe nicht zu tief sein, dann wird man eine Optik und Kamera wählen, wie z. B. Beispiel 3, die es erlaubt, bis ca. 6 cm an eine Mattscheibe von 13,5 cm Durchmesser zu kommen.
b) Der Digitalisierer
Benutzt wird z. B. der Digitalisierer VD 8008, geliefert von Fa. Költer Elektronic, Postfach 1127, 5042 Erftstadt, der in der Lage sein muß, das digitalisierte Bild in den Speicherbereich des Computers einzulesen. Die notwendige Software zur Steuerung des Digitalisierers wird mit dem Digitalisierer mitgeliefert. Grundsätzlich kann jeder Digitalisierer verwendet werden, der eine Treibersoftware in einer für die Programmiersprache C oder einer anderen höheren auf IBM Rechnern lauffähigen Programmiersprache besitzt. Der Digitalisierer besitzt einen Anschluß und die Synchronisationsmodule für den Anschluß der Video-Kamera, er selbst sitzt in einem freien Slot des Rechners.
c) Der Taster
Ein Taster, der z. B. an den Gameport des PC angeschlossen wird, soll an der HB-Prüfmaschine befestigt werden und nach Betätigung den Meßvorgang auslösen.
d) Der TV-Monitor
Ein gewöhnlicher TV-Monitor erlaubt es, die nicht mehr sichtbare Mattscheibe, noch direkt zu beobachten, er wird parallel zum Anschluß an den Digitalisierer geschaltet, eine evtl. notwendige Signalverstärkung kann erzeugt werden, war aber im vorliegenden Beispiel-Fall nicht notwendig.
e) andere Komponenten (Computer, . . .)

B: Der grundsätzliche Aufbau

Vor der Mattscheibe der HB Prüfmaschine wird die Kamera so installiert, daß ein maximal möglicher Rechteckausschnitt der Mattscheibe sichtbar ist. Der Taster sollte an der HB-Maschine installiert sein, der TV Monitor für den Bediener sichtbar sein. Alle anderen verbunden Komponenten stehen so, wie es für den Ort günstig ist.

C: Das Zusammenwirken der Componenten

Nach Erstellen des Kugelabdruckes eines Probestückes auf einer Mattscheibe, dabei erfolgt eine direkte Bildkontrolle über den TV Monitor, betätigt der Bediener der HB-Prüfmaschine den Taster, der wiederum sowohl die Bildaufnahme durch den Computer (Digit., . . .) als auch die Ermittlung des Kugelabdruckdurchmessers startet. Der errechnete Durchmesser (i. A. Mittelwert aus horizontalem und vertikalem Wert) kann von einer weiter verarbeitenden Software verarbeitet werden. Bei der verwendeten Gerätekonstellation dauerte der ganze Vorgang ca. 10 s, während der Bediener allerdings sofort nach Tastendruck (0,5 s, ein Ton zeigt an, daß die Aufnahme erfolgt ist) eine neue Metallprobe anschleifen und einspannen kann.

D: Die Methode zur Ermittlung der Durchmesser

Die Kamera und der Digitalisierer liefern einen Speicherbereich, der mit 256 Graustufen je Byte belegt wird. (im konkreten Fall 600 × 200 Byte). Ein rel. breites Band von Zeilen wird horizontal durchlaufen, mit Hilfe math. Methoden (Differenzieren der Intensitätskurve, Ausschluß benachbarter Ausrutscher) können die Ränder der einzelnen horizontalen Streifen ermittelt werden. Der Mittelwert der Mittelpunkte all dieser Streifen liefert die Horizontalkomponente des Mittelpunkt des Kugelabdruckes. Genau so wird die Vertikalkomponente des Mittelpunkts ermittelt, lediglich wird jetzt mit den Vertikalen gearbeitet. Vom Mittelpunkt ausgehend wird jetzt zum Rand von Innen gelaufen, dabei kann der horizontale und vertikale Durchmesser in Pixel bestimmt werden. Auch hier erfolgen stat. Ausschlüsse und Randprüfungen. Mit den vom Benutzer gelieferten Eichwerten für die Längenangabe/Pixel können die beiden Durchmesser geliefert werden.

E: Hinweise

Eine Erprobung erfolgte an einer HB-Prüfm. der Fa. Walterscheid, 55 Trier, die mich zur Lösung des Problems zur Objektivierung der Härteprüfung angesprochen hatte. Ein weiterer Test mit einfacher Ausrüstung wurde am 21. 1. 89 durchgeführt.

Eine detaillierte Softwarebeschreibung kann geliefert werden, zwar in MS-C 5,0 Large Model.

F: Erfinderische Komponenten

a) Einsatz der Configuration (Video-Kamera, Computer, . .) trotz unscharfer Konturen,
b) Realisierung der notwendigen Gerätekomponenten,
c) Entwicklung einer Auswertungsmethode für den spez. Fall eines Kugelabdruckdurchmessers.

H: Erzielbare Vorteile

Zum Beispiel Einsatz in der Qualitätskontrolle von Stahl, ermöglicht die vom subjektiven Eindruck des Benutzers unabhängige Ermittlung der Härte.

Claims

1. Meßwerterfassung an einer HB-Prüfmaschine mit Hilfe einer Video-Kamera und eines Computers, dadurch gekennzeichnet, daß es trotz unklarer Konturen durch geeignete Methoden (in Form von selbst erstellter Software realisiert) möglich ist, den zur Härteprüfung notwendigen Durchmesser zu bestimmen (Idee von L. Weyand).

2. Gerätekonstellation zur Meßwerterfassung nach Anspruch 1
Video-Kamera, Video-Monitor, Digitalisierer, IBM kompatibler Computer mit Tastatur, Monitor und Zentraleinheit, Taster zur Auslösung des Meßvorganges, sowie die Verbindungsleitungen (Idee von L. Weyand).

3. Software-Konstellation
Digitalisierersoftware vom Hersteller des Digitalisierers in C oder einer anderen einbindbaren höheren Programmiersprache. Auswertungsmethode von L. Weyand in einer höheren Programmiersprache formuliert. (Im konkreten Fall MSDOS C 5.0).