DE4018333A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen erfassen der kanten von haertemesseindruecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum automatischen Erfas­ sen der Kanten von Härtemeßeindrücken auf Werkstücken sowie auf eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Bei der Härteprüfung wird aus dem erhaltenen Härtemeßeindruck ein Härtewert ermittelt, für eine optische Auswertung muß der Härtemeßein­ druck geometrisch erfaßt werden. Bei der Härteprüfung nach Vickers beispielsweise, die als ein bekanntes, normiertes Meßverfahren viel­ fältig im praktischen Einsatz ist, wird der Härtewert aus der Länge der Eindruckdiagonalen bei bekannter Prüfkraft gemäß der in DIN 50 133 angegebenen Vickers-Formel ermittelt. Die Messung der Diagonalen er­ folgt durch eine Meßeinrichtung, die in DIN 51 225 spezifiziert ist.

Um den Auswertevorgang des Härtemeßeindrucks abzukürzen und Bedie­ nungsfehler auszuschließen, ist es bereits bekannt, die Härte automa­ tisch durch Vermessen des Härtemeßeindrucks (Prüfeindrucks) zu bestim­ men. Bei dem aus der DE-OS 34 01 527 bekannten Verfahren dieser Art wird der Härtemeßeindruck des Prüfkörpers mit einer optischen Ver­ größerungseinrichtung aufgenommen und dabei derart beleuchtet, daß entweder der Rand gegenüber dem Umfeld hell erscheint oder der Härte­ meßeindruck dunkel gegenüber dem Umfeld vorliegt. Es wird dann die Kontur des Härtemeßeindrucks in Form von Randpunkten erfaßt, die zur Berechnung der Härte der Probe notwendigen geometrischen Größen werden aus den Randpunkten ermittelt und daraus die Härte berechnet. Die deutschen Offenlegungsschriften 26 07 360 und 37 31 531 beziehen sich allgemein auf Verfahren zum Erfassen von Konturen mittels TV-Kameras.

Bei den bekannten Verfahren ist eine einwandfreie Ermittlung der Kanten eines Härtemeßeindrucks nicht immer gewährleistet. Oberflächen­ fehler, beispielsweise Flecken, Riefen oder Verschmutzungen und der­ gleichen können Ungenauigkeiten bei der Auswertung des Härtemeßein­ drucks bewirken. Weiterhin können Fehler durch naheliegende, weitere Härtemeßeindrücke auftreten. Schließlich benötigen die vorbekannten Verfahren relativ viel Speicherplatz, da der gesamte Bildinhalt des Videobildes abgespeichert wird.

Hier setzt nun die Erfindung ein. Sie hat es sich zur Aufgabe gemacht, das bekannte Verfahren zum automatischen Erfassen der Kanten von Här­ temeßeindrücken dahingehend weiterzubilden, daß die automatische Aus­ wertung verbessert wird.

Zur verfahrensmäßigen Lösung dieser Aufgabe werden entsprechend Pa­ tentanspruch 1 folgende Maßnahmen durchgeführt:

• a) Das Werkstück wird so beleuchtet, daß an den Kanten des Härtemeß­ eindrucks ein möglichst großer Kontrastsprung vorliegt.
• b) Der Härtemeßeindruck wird mit einer TV-Kamera erfaßt.
• c) Das dabei erhaltene Videosignal wird einem Komparator zugeführt, der einen in Anpassung an das Maß des Kontrastsprungs einstellbaren Pegel aufweist.
• d) Das Ausgangssignal des Komparators wird differenziert und die dabei erhaltenen Signale (Konturpulse) werden in einen Speicher geladen.
• e) Aus den Konturpulsen werden die geometrischen Daten, wie z. B. die Eindruckdiagonalen, rechnerisch ermittelt.

Erfindungsgemäß werden also nur diejenigen Bildpunkte bzw. Bildkoordi­ naten abgespeichert, die Konturpulsen entsprechen, eine Digitalisie­ rung des gesamten Videosignals mit allem kostenintensiven Aufwand ist nicht nötig. Dabei wird der Pegel des Komparators dem Maß des Kon­ trastsprungs angepaßt, indem beispielsweise der Pegel schrittweise verändert, jedoch während der Dauer eines Halb- oder Vollbildes kon­ stant bleibt und der angeschlossene Rechner den jeweils erhaltenen Satz der Konturpulse dahingehend überprüft, ob er besser auswertbar ist als ein Satz von Konturpulsen eines Bildes, bei dem der Komparator einen anderen Pegel hat, oder es wird der Pegel des Komparators wäh­ rend eines Zeilendurchlaufs verändert, beispielsweise in einem Be­ reich, in dem die Kante erwartet wird, erniedrigt. Da die Erfassung eines Halb- bzw. Vollbildes einschließlich Abspeicherung des zugehöri­ gen Satzes an Konturpulsen in Echtzeit und damit in Bruchteilen einer Sekunde erfolgt, benötigt die Optimierung des Pegels des Komparators relativ wenig Zeit. Durch Einstellen des Pegels des Komparators wird eine so weitgehende Selektion von Spannungssprüngen im analogen Video­ signal in Konturpulse und Nichtkonturpulse erreicht, daß die nachfol­ gende Abspeicherung und Auswertung entscheidend vereinfacht und ver­ bessert wird. Insbesondere ist eine weitere Automatisierung der Aus­ wertung hierdurch möglich.

In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Härtemeßeindruck mit einer nach der Ultraschall- Kontakt-Impedanzmethode arbeitenden Vorrichtung erzeugt und nach die­ sem Verfahren der Härtewert (unter Last) ermittelt, erst anschließend, nach Entlastung, wird derselbe Härtemeßeindruck nach dem oben genann­ ten Verfahren ausgemessen. Aus dem bekannten Härtewert nach der Kon­ takt-Impedanzmethode werden rechnerisch Erwartungswerte für die Lage der Kanten des Härtemeßeindrucks im Videobild errechnet und nur solche Kontrastsprünge als Konturpulse berücksichtigt, die innerhalb einer einstellbaren Abweichung vom Erwartungswert für die Kanten des Härte­ meßeindrucks liegen. Der Erwartungswert kann dabei dadurch berücksich­ tigt werden, daß der Pegel des Komparators während eines Zeilendurch­ laufs verändert wird, andererseits und gleichzeitig hierzu kann jedoch auch bei der rechnerischen Auswertung der Konturpulse eine Eliminie­ rung abseits liegender Konturpulse erfolgen. Eine automatische Auswer­ tung wird hierdurch auch bei schwierigen Verhältnissen, beispielsweise geringem Kontrastsprung an den Kanten des Härtemeßeindrucks oder rauhe Oberflächen des Werkstücks, ermöglicht.

Um die elastischen Veränderungen eines Härtemeßeindrucks während des Entlastens erfassen und somit das im letzen Abschnitt beschriebene Verfahren weiter verbessern zu können, wird vorgeschlagen, daß eine Messung nach der Ultraschall-Kontakt-Impedanzmethode im teilweise entlasteten Zustand durchgeführt wird, wobei jedoch sichergestellt sein muß, daß der Eindringkörper vollflächig in Anlage am Härtemeßein­ druck bleibt. Ist beispielsweise der Härtemeßeindruck mit einer Prüf­ kraft von 10 N ausgeführt worden, so kann die anschließende Messung nach der Kontakt-Impedanzmethode z. B. bei 3 N durchgeführt werden. Dadurch lassen sich elastische Veränderungen berücksichtigen und für die vollständige Entlastung hochrechnen, wodurch wiederum die Voraus­ sage eines Erwartungswertes verbessert wird.

Als sehr vorteilhaft hat es sich weiterhin herausgestellt, dem Kompa­ rator ein Zeitglied zuzuordnen, das die Zeitdauer zwischen zwei Aus­ gangsspannungssprüngen des Komparators nach unten hin auf die Dauer eines Bruchteils eines Zeilendurchlaufs, z. B. auf die Dauer des Durchlaufs mehrerer Bildpunkte, begrenzt. Dies führt wiederum zu einer deutlichen Reduzierung der abzuspeichernden Daten, es werden eng be­ nachbarte Kontrastsprünge nicht als Konturpulse ausgewertet.

Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe gelöst durch eine Meßvorrichtung mit einer TV-Kamera mit vorgeschaltetem Mikroskopobjektiv, einem Kom­ parator, dem eine Schaltung für eine digital einstellbare Vergleichs­ spannung zugeordnet ist, eine Differenzierstufe, einem Speicher und einem Videomonitor für die Darstellung der Konturpulse entweder im analogen Videosignal oder ausgelesen aus dem Speicher.

Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich weiterhin aus der folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Aus­ führungsbeispiels, das unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläu­ tert wird. In dieser zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der verwendeten Elektronik,

Fig. 2 die Schaltung der Eingangsstufe und des Pegelstellers gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Darstellung der abgespeicherten Konturpulse auf einem Vi­ deomonitor und

Fig. 4 die Darstellung des Erwartungsbereichs der Konturpulse auf einem Videomonitor.

Für die praktische Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung benutzt, wie sie in Fig. 1 der deutschen Patentanmel­ dung P 40 11 313.2 dargestellt ist. Die Beschreibung dieser Vorrich­ tung gehört voll inhaltlich zum Offenbarungsgehalt der vorliegenden Anmeldung.

Das Videosignal der TV-Kamera wird über eine Leitung 20 einer Ein­ gangsschaltung 22 zugeführt. Sie ist im einzelnen aus Fig. 2 ersicht­ lich, worauf im folgenden näher eingegangen wird. Die Eingangsschal­ tung umfaßt im wesentlichen einen Komparator 24, weiterhin wird das Signal in ihr differenziert. Am Ausgang der Eingangsschaltung 22 lie­ gen gleichpolige Konturpulse vor, von denen einer in Fig. 2 angedeutet dargestellt ist. Sie werden einerseits einem Adreßzähler 26 und ande­ rerseits einem Umschalter 28 zugeführt. Letzterer steuert die Umschal­ tung zwischen zwei Betriebszuständen, einerseits "Konturen sammeln", also Einspeichern der Werte der Konturpulse und andererseits "Kontur­ pulse auslesen", es erfolgt dann eine Darstellung der abgespeicherten Konturpulse entsprechend Fig. 3 auf einem Videobildschirm. Der Um­ schalter 22 ist über die Datenleitung b umschaltbar, die Umschaltung erfolgt softwaremäßig über einen Adreßdekoder 30, der mit einem Host-, Steuer- und Adreßbus 1 verbunden ist.

Ein Spaltenzähler 32 und ein Zeilenzähler 34 enthalten ständig die aktuelle Position des Elektronenstrahls auf dem Bildschirm bzw. des Abtastpunktes in der Videokamera. In der Betriebsart "Konturen sam­ meln" sind die beiden Zähler 32, 34 mit ihren Ergebnisausgängen über die drei Businterfaces h mit den Datenanschlüssen von drei RAM-Bausteinen 36 verbunden, deren parallel geschaltete Adreßeingänge über eine Datenleitung m von dem 13 Bit breiten Adreßzähler 26 bedient werden. Dieser wird nach jedem zweiten Bildsynchronimpuls, also nach jedem Video-Vollbild, zurückgesetzt und in der hier beschriebenen Betriebs­ art "Konturen sammeln" immer dann weitergeschaltet, wenn ein Kontrast­ sprung im Videosignal von der Eingangsschaltung 22 als Konturimpuls erkannt und ausgegeben wird. Ein Konturimpuls veranlaßt jeweils gleichzeitig die RAM-Bausteine 36, den aktuellen Inhalt des Spalten­ zählers 32 und des Zeilenzählers 34 abzuspeichern. Die RAM-Bausteine 36 sind so organisiert, daß insgesamt drei Bytes unter einer gemeinsa­ men, karteninternen Adresse für einen Koordinatenpunkt zur Verfügung stehen, d. h. je 12 Bit für Zeile bzw. Spalte.

Nach Durchlauf eines Videovollbildes enthalten die drei RAM-Bausteine 36 so viele Koordinatenadressen, wie Konturpulse im Video-Bild von der Eingangsschaltung 22 abgegeben wurden. Diese Information ist deutlich kleiner als für die Abspeicherung des kompletten Videosignals eines Vollbildes notwendig wäre. Es soll hier nocheinmal ausdrücklich darauf hingewiesen werden, daß die Abspeicherung in den RAM-Bausteinen 36 in Echtzeit erfolgt.

In einer geänderten Schaltung kann der Mittelwert aus mehreren Video- Vollbildern jeweils in den RAM-Bausteinen 36 abgespeichert werden. Weiterhin kann in einer Schaltungsvariante die Kombination der RAM- und Latchbausteine durch dual-ported RAM′s ersetzt werden.

In der Betriebsart "Auslesen" werden über den Umschalter 28 die Daten­ anschlüsse der RAM-Bausteine 36 von den Ergebnisausgängen der beiden Zähler 32, 34 getrennt und stattdessen mit dem Datenbus eines hier nicht dargestellten Rechners verbunden. Das Auslesen der RAM-Bausteine 36 beschränkt sich je nach Anzahl der erfaßten Konturpulse unter Um­ ständen nur auf wenige 100 Bytes, dies ist für die Geschwindigkeit des Auswertevorgangs sehr vorteilhaft.

Gleichzeitig mit dem Umschalten der Ergebnisausgänge der RAM-Bausteine 36 wird der RAM-Adressenzähler zurückgesetzt. Es werden nun eine Reihe von Lesevorgängen an weiteren, festgelegten I/O-Adressen durchgeführt, eine Gruppe von drei nacheinander durchgeführten Lesevorgängen liefert jeweils einen Koordinatenpunkt, der zu einem erfaßten Konturpuls ge­ hört. Dies erreicht man, indem man für jeden der drei RAM-Bausteine 36 eine individuelle I/O-Adresse vorsieht und nach dem Auslesen des letz­ ten bzw. vor dem Auslesen des ersten Bausteins der RAM-Kombination den RAM-Adressenzähler incrementiert. Die einzelnen Byte-Plätze der RAM- Bausteine 36 werden also nicht durch Adressen angesprochen, die über den Adreßbus des Rechners laufen, sondern die byteindividuellen Adressen werden von einem Hardwarezähler erzeugt, der bei einem Lese­ vorgang auf einer bestimmten I/O-Adresse weitergeschaltet wird. Der Vorteil liegt darin, daß die karteninterne RAM-Kombination nicht Be­ standteil des rechnerinternen Speichersystems ist und somit auch den rechnerinternen Adreßraum nicht beeinträchtigt.

Die im angeschlossenen Rechner laufende Software muß in der Lage sein, die Koordinaten-Daten, die für jeden erfaßten Konturpuls in Form von drei hexadezimalen Bytes vorliegen, einzulesen und in Punktkoordinaten für eine eventuelle Darstellung auf dem Rechnerbildschirm umzuwandeln.

Das Ergebnis eines derartigen Auslesevorgangs ist in Fig. 3 darge­ stellt. Man erkennt das Bild eines Vickers-Eindrucks 36 sowie inner­ halb und außerhalb dieses Bildes mehrere erfaßte Konturpulse, die offensichtlich nicht zum Eindruck selbst gehören und im folgenden als Fehlerpulse 40 bezeichnet werden. Bei einer unmittelbaren Auswertung aller erfaßten Konturpulse würden diese Fehlerpulse das Ergebnis, beispielsweise bei der Ermittlung der Diagonalen des Vickers-Eindrucks 38, verfälschen. Es muß also dafür Sorge getragen werden, daß diese Fehlerpulse 40 nicht bei der rechnerischen Auswertung mitberücksich­ tigt werden.

Die im angeschlossenen Rechner laufende Software muß in der Lage sein, geschlossene Kurvenzüge zu erkennen und deren Fläche bzw. andere Ab­ messungen, wie beispielsweise Diagonalen, zu berechnen. Zur Unterstüt­ zung kann dabei die Information über den zu erwartenden Eindruck her­ angezogen werden, beispielsweise ein Konturenbild mit im wesentlichen quadratischer Form, wenn ein Vickers-Eindruck vorliegt. Kann eine derartig geschlossene Fläche eindeutig als Eindruckumrandung erkannt werden, ist eine automatische Auswertung möglich.

Liegt dagegen ein Werkstück mit schlechter Oberflächenqualität vor, so muß die Software in der Lage sein, aus der Fülle von Konturpulsen die wahrscheinliche Lage eines Härtemeßeindrucks zu berechnen, um auch in diesem Fall eine automatische Auswertung zumindest zu versuchen. Das Ergebnis der Auswertung kann graphisch auf dem Monitorbildschirm dar­ gestellt und damit von einem Bediener überprüft werden. So können beispielsweise die Werte der Diagonalen und ihre erkannte Lage im Falle eines Vickers-Eindrucks auf dem Monitor des Rechners zugleich mit den Konturpulsen dargestellt werden. Anhand einer derartigen Dar­ stellung kann ein Benutzer unmittelbar erkennen, ob die automatische Auswertung im wesentlichen zutreffend ist oder nicht.

In der Eingangsschaltung 22 findet in einem als Emitterfolger betrie­ benen Transistor 42 eine Impedanzwandlung statt, der nachgeschaltete Transistor 44 bildet mit den zugehörigen Bauteilen den Komparator 24. Sein Emitter liegt auf einem einstellbaren Potential, das als Pegel bezeichnet wird. Der Ausgang des Komparators 24 ist über einen Transi­ stor 46, der der TTL-Anpassung dient, mit einer Differenzierschaltung 47 verbunden.

Für die Pegelerzeugung ist ein D/A-Wandler 48 (Fig. 1) vorgesehen. In der konkreten Schaltung gemäß Fig. 2 wird ein IC 50 eingesetzt, der in der praktischen Ausführung als DAC 0832 LLN D 37 ausgeführt ist. Der IC 50 ist eingangsseitig mit den Leitungen a und h verbunden, sein Plus- und Minusausgang ist an einen Operationsverstärker 52 (TAA 765 A) angeschlossen, dessen Ausgang wiederum mit dem Emitter des Kompara­ tor-Transistors 44 verbunden ist. Über den Datenbus h des Rechners kann die Höhe des Pegels softwaremäßig vorgegeben werden.

Die Signaldifferenzierung erfolgt im hier gezeigten Ausführungsbei­ spiel dadurch, daß einer Exklusiv-Oder-Schaltung 54 das Ausgangssignal des TTL-Anpassungstransistors 46 einerseits zeitverzögert und anderer­ seits direkt zugeleitet wird. Da die Zeitverzögerung ca. 200 ns be­ trägt, tritt am Ausgang der Oder-Schaltung 54 ein gleichlanger Impuls immer dann auf, wenn das zeitverzögerte Signal und das direkt einge­ speiste Signal nicht übereinstimmen.

Im Idealfall liegen die Härtemeßeindrücke im Videobild als schwarz getastetes Bildinhaltssignal vor, die Umgebung des Eindrucks sorgt dagegen wegen der gut reflektierenden Oberfläche des Werkstücks für eine Helltastung. Im Idealfall ist der Bildinhalt des Zeilensignal also ein Rechtecksignal, dessen Sprünge (Rechteckkanten) zu den Zeit­ punkten vorliegen, an denen die beiden Kanten des Meßeindrucks erfaßt werden. Das zeitverzögerte Signal ist demgegenüber um 200 Nanosekunden versetzt. Aufgrund der Exklusiv-Oder-Schaltung werden gleichpolige Konturpulse am Ausgang der Eingangsschaltung 22 erhalten, wenn das zeitverzögerte Signal und das direkt eingespeiste Signal nicht über­ einstimmen.

Über eine kleine Kapazität wie z. B. 33 pF, wie sie in Fig. 2 als 56 dargestellt ist, kann der Ausgang der Eingangsschaltung 22 mit einem Monitor verbunden werden, an den die Videokamera unmittelbar ange­ schlossen ist. Auf dem Videobild erscheinen dann zusätzlich zur opti­ schen Wiedergabe des vom Mikroskopobjektiv erfaßten Härtemeßeindrucks weißgetastet die Bildpunkte der Konturpulse, jedoch wegen der Zeitver­ zögerung geringfügig zeilenmäßig nach rechts versetzt.

Andere Differenzierschaltungen 47 als die hier gezeigte lassen sich eben­ so einsetzen, derartige andere Differenzierschaltungen sind beispiels­ weise aus Tietze, Schenk "Halbleiter-Schaltungstechnik" Springer-Ver­ lag, ersichtlich.

Anstelle einer Software-Steuerung des Pegels ist es auch möglich, den Pegel manuell, beispielsweise über ein Potentiometer, einzustellen. In diesem Fall wird in der soeben beschriebenen Einblendung der Konturen­ pulse in das Videobild der TV-Kamera das Potentiometer so verändert, bis sich für einen Benutzer optimale Konturenpulse ergeben, also die eingeblendeten Bildpunkte möglichst einen geschlossenen Kurvenzug, beispielsweise das Quadrat eines Vickers-Eindrucks, wiedergeben und möglichst geringe Störsignale außerhalb dieses Kurvenzuges vorliegen.

Bei einer Softwaresteuerung des Pegels, wie sie im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel vorliegt, kann mittels des Rechners ein Optimie­ rungsprogramm für den Pegel durchgeführt werden. Dabei wird der Pegel schrittweise softwaregesteuert verändert und der jeweils in den RAM- Bausteinen 36 gespeicherte Satz der Konturpulse eines Video-Vollbildes für einen gewissen Pegelwert daraufhin überprüft, ob die Konturpulse den zu erwartenden Härtemeßeindruck beschreiben. Auf diese Weise ist eine automatische Erfassung und ein automatisches Ausmessen von Härte­ meßeindrücken möglich, ohne daß es der Begutachtung des Monitorbildes der TV-Kamera durch einen Benutzer bedarf. Es ist auch denkbar, die Mikroskopbeleuchtung per Software in der Helligkeit zu steuern. Es hat sich nämlich gezeigt, daß eine leichte Übersteuerung der Kamera im Bereich der Eindrucksumgebung ebenfalls zu einer Datenreduktion führt und die Eindruckumrandung noch schärfer hervortreten läßt indem Aus­ fransungen des Randes, die durch Aufwölbungseffekte entstehen, optisch unterdrückt werden.

In einer bevorzugten Weiterbildung wird mittels der oben erwähnten Meßvorrichtung nach der deutschen Patentanmeldung P 40 11 313.2, oder mittels einer anderen, geeigneten Vorrichtung, ein Härtemeßeindruck in einem Werkstück mit einem Eindringkörper durchgeführt der am freien Ende eines stabförmigen Resonators angeordnet ist. Nach dem bekannten Kontakt-Impedanz-Verfahren wird die Schwingungsänderung des Resonators gemessen und hieraus der Härtewert ermittelt. Entsprechend der englischsprachigen Bezeichnung dieses Verfahrens als ultrasonic- contact-impedance-Verfahren wird dieser Meßwert als UCI-Härtewert bezeichnet.

Der UCI-Härtewert wird für das erfindungsgemäße Verfahren benutzt, um einen Erwartungswert für die Konturpulse zu errechnen. Da der Mittel­ punkt und, z. B. für das Vickers-Verfahren, auch die Orientierung der Kanten des Eindringkörpers bekannt sind, kann mit Hilfe des UCI-Härte­ wertes die zu erwartende Lage der Kanten des Härtemeßeindrucks errech­ net werden. Diese errechneten Werte können auf dem Monitor des Rech­ ners dargestellt werden. Ordnet nun man diesen Erwartungswerten für die Kanten einen Fehlerbereich zu, der jedoch deutlich kleiner als die Kantenlänge ist, so erhält man Bereiche 58, wie sie in Fig. 4 darge­ stellt sind, in die die Konturpulse fallen müßten. Für die Auswertung werden nur solche Konturpulse heranbezogen, die in den gezeigten Qua­ dratrahmen der Erwartungsbereiche 58 (Fig. 4) hineinfallen. Bei einer Auswertung des Inhaltes der Fig. 3 würden also die außerhalb des zu erkennenden Quadrates liegenden Fehlerpulse 40 fast vollständig unbe­ rücksichtigt bleiben. Die automatische Auswertung wird hierdurch ent­ scheidend verbessert.

In einer Verbesserung dieses Verfahrens wird nicht der UCI-Härtewert für die volle Prüfkraft, mit der der Härtemeßeindruck erzeugt wurde, verwendet, vielmehr wird nach Auflegen der vollen Prüfkraft wieder entlastet, beispielsweise auf ein Drittel der Prüfkraft und wird der hierzu gehörende UCI-Härtewert bestimmt. Auf diese Weise lassen sich elastische Rückstellungen präzise erfassen und bessere Vorhersagen für den Erwartungswert machen.

Claims (10)

1. Verfahren zum automatischen Erfassen der Kanten von Härtemeßein­ drücken auf Werkstücken, insbesondere Vickers-Eindrücken, bei dem a) das Werkstück so beleuchtet wird, daß an den Kanten des Härte­ meßeindrucks ein möglichst großer Kontrastsprung vorliegt, b) der Härtemeßeindruck mit einer TV-Kamera erfaßt wird, c) das dabei erhaltene Videosignal einem Komparator (24) zugeführt wird, der einen in Anpassung an das Maß des Kontrastsprungs einstellbaren Pegel aufweist, d) das Ausgangssignal des Komparators (24) diffe­ renziert und die dabei erhaltenen Signale (Konturpulse) in einen Speicher (26) geladen werden und e) aus den Konturpulsen geometri­ sche Daten, wie beispielsweise eine Eindruckdiagonale oder der Flächeninhalt des Eindrucks, rechnerisch ermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtemeß­ eindruck mit einer nach der Ultraschall-Kontakt-Impedanzmethode arbeitenden Sonde erzeugt und dabei zuvor nach diesem Verfahren unter Last ausgemessen wird, daß aus diesem Härtewert rechnerisch ein Erwartungswert für die Lage der Kanten des zeitlich später optisch auszumessenden Härtemeßeindrucks errechnet und nur die Konturpulse berücksichtigt werden, die innerhalb einer vorgegebe­ nen, einstellbaren Abweichung vom Erwartungswert liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kompara­ tor (24) ein Zeitglied zugeordnet ist, das die Zeitdauer zwischen zwei Ausgangsspannungssprüngen des Komparators nach unten hin auf die Dauer eines Bruchteils eines Zeilendurchlaufs, z. B. auf die Dauer des Durchlaufes einiger Bildpunkte, begrenzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher (36) die die Adressen der Spalte und Zeile derjenigen Bildpunkte abgespeichert werden, bei denen ein Kontrastsprung erfaßt wurde.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unrunden Eindrücken, beispielsweise bei Vickers-Eindrücken die Kanten des Härtemeßeindrucks in einem möglichst großen Winkel, z. B. 45° zur Abtastrichtung in Zeilenrichtung verlaufen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Bild des Härtemeßeindrucks zumindestens über die Hälfte der Zeile des Video-Signals erstreckt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pegel des Komparators (24) über einen D/A-Wandler erzeugt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, ge­ kennzeichnet durch einen Komparator (24) mit einstellbarem Pegel, ein Differenzierglied (47) und RAM-Bausteine (26) für die Speicherung der differenzierten Signale (Konturpulse).

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kompa­ rator (24) ein D/A-Wandler (48) zugeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bewußt mit einer leicht übersteuerten Kamera gearbeitet wird.