DE8608690U1

DE8608690U1 - Vorrichtung zur Selbstkontrolle einer optoelektronischen Rissprüfvorrichtung

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Publication number: DE8608690U1
Application number: DE8608690U
Authority: DE
Original assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Current assignee: Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Priority date: 1986-03-29
Filing date: 1986-03-29
Publication date: 1987-08-06

Description

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Tiede GmbH & Co Rissprüfanlagen 31. Januar 1986 IG/ge Bahnhofstr. 94-98, Postfach
7087 Essingen bei Aalen

Beschreibung

Vorrichtung zur Selbstkontrolle einer optoelektronischen Ris sprüfvorrichtung

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Selbstkontrolle einer optoelektronischen Risserkennungsvorrichtung bei der automatischen Prüfung von Werkstoffen, insbesondere nach dem Magnetpulververfahren, bei dem die Werkstücke auf Größe, Lage und/oder Anzahl der Risse optoelektronisch sowie mit Hilfe eines Rechners geprüft werden.

Es ist bereits bekannt, Oberflächenfehler, z.B. Risse oder Lunker an Werkstücken mit Eindringmitteln (Penetrvermitteln) oder mit Magnetpulvern sichtbar zu machen. Danach können die so sichtbar gemachten fehlerhaften Werkstücke vom Prüfpersonal aussortiert werden. Der Vorteil der Sichtprüfung besteht zwar darin, daß die Erfahrung des Prüfers mit in das Prüfergebnis eingeht. Allerdings ist diese Prüfarbeit recht monoton, wobei in der Regel der Prüfer stehend in einer Fabrikhalle odgl. in einer halbverdunkelten Kabine die auf dem Fließband nacheinander vorbeilaufenden, durch eine Magnetpulversuspension bespülten Werkstücke beobachten muß. Es treten Ermüdungserscheinungen auf, so daß er Fehlanzeigen übersehen kann» Außerdem schwankt das Prüfergebnis von Person zu Person. Ferner darf eine bestimmte Prü^geschwindigkeit nicht überschritten werden mit der Folge, daß der Produktionsausstoß an Werkstücken verringert wird.

Zwar sind bereits optoelektronisch arbeitende Risserkennungsgeräte vorgeschlagen worden, wobei ein Bildfeld beleuchtet wird, in dem das zu prüfende Werkstück liegt. Das Werkstück wird optisch erfaßt und danach elektronisch

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verarbeitet, "&zgr;" B durch'eine^Fernsehkamera. Das erzeugte

Bild Wird durch einen Rechner^auf Anzeigen ausgewertet, die Von den Obarflächenfehlern herrühren, wobei die Größe ur.d · Zahl der Firhier den Prüfungsmaßstab bildet» Im einzelnen ' ,

besieht das Gerät aus einer oder mehreren Lichtquellen bzw..

Leuchten, insbesondere UV-Leuchten, die das zu prüfende ·■ ^ Werkstück für die Fernsehkamera ausleuchten, die das ..V» _s

zugehörige Bild digital zur Auswertung an einen Rechner V''-

weitergibt* Der Rechner ist so programmiert, daß er die '

Fehleranzeigen nach Größe und Zahl "erkennt", d.h..·

innerhaltf'Vorprogrammierter Annahme-Ablehnungsgrenzen .. ·

erfassen kann und unabhängig von subjektiven Einflüssen ein ■ ..

oder mehrere Bewertungssignale abgibt. Mit anderen Worten . ^>:-;|.

ist der Rechner nach Größe und Zahl der Fehleranzeigen,, je-_;>;&ldquor;| nach Prüfproblem bzw. unterschiedlichen Werkstücken-,- . 'V- :;|^:

voreinstellbar. Xm nachfolgenden wird die ausgeleuchtete'· |

und von der Kamera erfaßte Fläche als Bildfeld und.die - 1

Fläche des Bildfeldes, die der auswertende Rechner auf ■- _;.| Fehleranzeigen erfaßt, als Prüffeld bezeichnet. Das Prüffeld, &igr;

i3t somit kleiner oder inr Einzelfall gleich groß wie das ·. .._:· ?;

Bildfeld. '. . ' _. · _; _' '. V. '-'- &idiagr; Derartige Geräte müssen sehr zuverlässig arbeiten, ,reshalb :·

ist es weiter bekannt, die Funktionssicherheit des Gerätes, -,.

(auch fail-safe genannt) dadurch sicherzustellen, daß der ^

Rechner Störung meldet, wenn eine Blitzlampe oder die . . · Kamera selbst ausfällt; der Rechner meldet ebenfalls eine-.. \ Störung, wenn ein Fremdkörper zwischen die"'Leuchben und" die '^ Prüffläche gelangt oder ein· Leuchte ausfällt oder'seine- ;

Beleuchtungsintensität unter zulässiges Maß absinkt.; Dies _ ,-

betrifft allerdings die Komponentenprüfung des Gerätes.· ■ ,

Ferner wird die Selbstkontrolls des Rechners noch dadurch erhöht, öaß er auch dann eine Störung meldet, wemrer.- eine- ,· Fehler nichtr identifizieren kann, z. 3.&ldquor;durch ein Farbsignal . \ "geLb"^ Allerdings sind hier die Bewertungsparaneter- bei der ·" -Anfangsjustierung des Gerätes so einzustellen, daß dieser·^ · &khgr; zu oft eintritt und nicht übermäßig; viele &Lgr;. &mgr;

Werkstücke alT'ufticlar·· ""aussortiert werden.

Ferner ist vorgeschlagen worden, den Rechner der optoelektronischen Anlage so einsustellen, daß er ein* Störung meldet, wenn er erkennt, daß die FehiererwartTunss-Grenze überschritten ist, er also mehr Fehler als maximal Voreingestellt erkennt. Dies gilt sinngemäß Wtr eine Einstellung auf minimal· Fehleransahl, minimale Fehlerlänge- und maximale Fehlerlänge. Zwar sind hier die maximalen bzw. minimalen Vorgabewerte vom Prüfpröblem bzw. von einem bestimmten Werkstück her vorgegeben und dann dem Rechner einprogrammiert, aber danach bleibt die Selbstkontrolle nur gerättespezifisch, .dh. er.erhält von den laufend unterschiedlichen Werkstücken keine «vtl. notwendigen Korrekturwerte mehr.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, die Selbstprüfung' bei optoelektronischen Rissprüfgeräten zu erhöhen, so daß bei einem Ausfall udgl. des Gerätes dieses sofort stillgesetzt udgl. werden kann. . .

Diese .Aufgabe wird neuerung3gemäfl . durch die im Kennzeichen des Schutzanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhaf-te Ausgestaltungen sind in den Unteranaprüchen -.-dargestellt. j - ^;

Nach diesem Vorschlag wird nicht die Funktion der einzelner» ; Gerätekomponenten auf störungsfreien Betrieb geprüft, . ·.':· sondern die Gesamtfunktion ties Prüf systems. Die Sicherheitder Selbstprüfung wird auch dadurch erhöht, daß man · ... vorteilhaft die bei dem optoelektronischen Gerät mögLiche schnelle, trägheitsarme Prüfiolge ausnutzt, um diese Prüfung: schon nach jedem Prüfstückwechse-l .auszuführen, die optoelektronische Risserkennungsanlage somit auf ihre Funktionsfähigkeit und die richtige Einstellung zu kontrollieren. Zur Prüfung der Anlag* wird vorteilhaft ein. . nicht gerätespezifischer sondern geräteunabhärigiger-

-Konturbauteils Parameter in Form eines künstlichen Fehler > -säner Gruppe ..,

von Fehler-Konturbauteilen bzw. eineä Fehler-Konturbildes, herangezogen. Hierbei braucht die Transportgeschwindigkeit der Werkstücke nicht verringert zu werden bzw. andere für das optoelektronische Erkennungsverfahren vorteilhafte Eigenschaften werden nicht eingeschränkt»

Ausführungsformen der Neuerung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1, perspektivisch, die Vorrichtung zur Selbstkontrolle mit darüber angeordneter Risserkerinüngsvofrichcüng und zwei Werkstücken neben welchen die Fehler-^Konturbauteüe angeordnet sind

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende perspektivische Darstellung der Vorrichtung, wobei jedoch die Fehler-Kontur-^ bauteile auf einem Werkstück selbst angeordnet sind

Fig. 3 verschiedene Ausführungsformen der Fehler-Konturbauteile auf einem zugehörigen Trägerbauteil, z,B. einer dünnen Kunststofffolie.

Die einzeln für sich bekannte Risserkennungsvorrichtung 10 besteht aus einem Stativ, einer oder mehreren Lampen oder Leuchten 11 zur Ausleüchtung des Bildfeldes und einer oder mehreren Fernsehkameras 12, wobei letztere mit einem Rechner in Verbindung stehen können. Die eigentliche Vorrichtung zur Selbstkontrolle der optoelektronischen Risserkennungsvorrichtung 10 besteht gemäß Ausführungsform gemäß Figur 1 aus der Vereinigung einer Werkstückaufnahme odgl. 13, insbesondere einer Grundplatte 14 mit mindestens einem Fehler-Konturbauteil. Das Fehler-Konturbauteil ist Werkstückrissen oder Werkstückfehlern entsprechend nachgebildet, die Nachbildung kann ein räumliches oder flächenhaftes Konturbauteil erzeugen. Vorteilhaft bestehtdas Kontürbauteil aus einem Trägerbauteil, insbesondere einem relativ dünnen plattenartigen Bauteil, z.B. einer Folie, insbesondere aus Kunststoff. Ferner gehört zum Konturbauteil das räumlich oder flächenhaft nachgebildete Fehlerelement 19 bzw. 19a, vgl. Figur 3. Die Fehlerelemente können je nach Prtifproblem in Verstellrichtung des Werkstückes, quer dazu, diagonal dazu odgl., ausgerichtet sein. Die Fehlerelemente,

vgl. Figur 3, können ihrerseits auf einem Trägerblättchen odgl. 19b angeordnet bzw. mit letzterem verbunden sein und

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werden dann auf die eigentliche Trägerfolie 18, odgl. aufgebracht, z.B. angekittet udgl. Das Trägerbauteil kann eben oder gekrümmt, flächenhäft ausgebildet oder auch selbst mit räumlichen Konturen versehen sein. Die Fehlerelemente 19, 19a sind in der Regel räumlicher, Oberflächenrissen ' . entsprechender Kontur.

1 Bei der Ausführungsform der Neuerung gemäß Figur 2 sind k

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Trägerbauteil, z.B. Trägerfolie 18, unmittelbar auf einem oder mehreren Werkstücken 15a, 16a angeordnet, z.B. angeklebt odgl. Hierbei handelt es sich um Kontrollwerkstücke:

Die Neuerung sieht also vor, daß das Einblenden

von künstlichen Fehler-Konturbauteilen 18, 18a, 19, 19a durch Einlegen eines Kontrollprüfstückes 15a, 16a erfolgt, das mit den künstlichen Fehler-Konturbauteilen versehen ist. Das Kontrollprüfstück 15a, 16a durchläuft den gesamten Magnetpulverprüfzyklus, kehrt in die Anfangslage zurück und läuft mit dem nächsten Zyklus weiter und so fort. Somit wird der gesamte PrüfVorgang ständig überwacht. Eine Variante der Neuerung sieht vor, daß die künstlichen Fehler-Konturbauteile ihrer Lage und Größe nach auf einer Grundplatte 14 bzw. Werkstückaufnahme 13 angebracht werden, die üblicherweise die Werkstücke 15, 16 aufnimmt. Wird das Werkstück 15 bzw. 16 ausgewechselt, wird das Fehler-Konturbauteil 18, 19 auf der Aufnahme bzw. Grundplatte 14 sichtbar _t von dem optoelektronischen Gerät 10 aufgenommen und zur Selbstkontrolle verwertet. Das Erkennungsergebnis dieser Fehler-Konturbau~ teile kann dazu benutzt werden, die nächste bzw. auch die vorletzte Prüfung freizugeben oder bei Nichterkennen des künstlichen Fehler-Konrurbauteils 18 etc., die Anlage 10 stillzusetzen.

— Künstlichen FciilGJrclcrtisi^fce in cLcft—Ecken—bzw. Sckbgireichen *

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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, die künstlichen Fehlerelemente in den Ecken bzw. Eckbereichen des Prüffeldes anzuordnen. Damit wird kontrolliert, ob die Beleuchtung und die Aufnahme des Bildfeldes in Ordnung | sind.

Ferner ist vorteilhaft, die Größe, Länge und/oder Zahl der künstlichen Fehler-Konturbauteile derart vorzusehen, daß eine bzv/. je eine vorbestimmte Funktion des Risserkennungssystems kontrolliert werden kann. Dies kann vorteilhaft durch verschiebbare Blenden 20 odgl. geschehen, um die Anpassungsfähigkeit bei wechselndem Prüfproblem leicht und mit kleinem Geräteaufwand zu ermöglichen. Hierdurch wird auf Grund der Beurteilung der Fehlergröße udgl. sicher möglich, die Funktionssicherheit der Anlage 10 zu kontrollieren.

Gestattet der zum Auswerten eingesetzte Rechner nicht nur eine Größenbeurteilung, sondern auch eine Zählung der £ Fehleranzeigen, so ist gemäß weiterer Ausgestaltung zweck- Ü mäßig, eine korrespondierende Zahl von künstlichen Fehlern f. vorzusehen, die vom Rechner gezählt werden, um nach dem j Zählergebnis zu bestimmen, daß die Funktionstüchtigkeit |^; der optoelektronischen Anlage gegeben ist, oder nicht. f Gemäß weiterer Ausgestaltung wird die Aufgabe gelöst, eine gleichmäßige Flächenempfindlichkeit des Prüffeldes dadurch zu kontrollieren und hierbei auch die Rand- und Mittelzonen des Prüffeldes auf gleichmäßige Empfindlichkeit zu erfassen, indem die eingestellte zulässige (maximale bzw. minimale und werkstück- bzw. prüfproblembezogene) Fehlerzahl während des Kontrollvorgangs erhöht wird um eine vorbestimmte Zahl der Fehler-Konturbauteile 18, 19, 18a, ^9a, die in das Prüffeld während des Kontrollvorgangs eingebracht worden sind. Für einen neuen Kontrollryklus wird diese Fehlerzahl für den Rechner umgestellt.

Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin/ _s daß die Fehler-Konturbäuteile 18 etc, nicht während des Prüfstückwedhsels eingeführt werden, Sondern während des j,

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eigentlichen PrüfVorgangs selbst. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Fehler-Konturbauteile an geeigneten vorbestimmten Stellen des Prüffeldes angebracht werden sowie zugMch die Mindestzahl der Pehleranzexgen um die Zahl der Fehler-Konturbauteile erhöht wird. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft dann, wenn durchlaufende (also nicht auswechselbare) Werkstücke, insbesondere Schweißnähte, geprüft werden bzw. bei denen ein PrüfStückwechsel relativ selten ist.

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Claims

Tiede GmbH & Ca: Rissprttfanlageii "28. November 1986 IG/sw G 86 08 690.1 VNR 102 74l Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Selbstkontrolle einer optoelektronischen Risserkennungseinrich-tung bei der automatischen Prüfung von Werkstoffen, insbesondere nach dem Magnetpulververfahren, bei dem die Werkstücke auf Größe, Lage und/oder Anzahl der Risse optoelektronisch sowie mit Hilfe eines Rechners geprüft werden, dadurch, gekennzeichnet, daß auf der Grundplatte (14) oder der Werkstückaufnahme (.13) der Risserkennungseinrich-tung (10-12) Konturbauteile (18, 19; l8a, 19a) vorhanden sind auf deren Oberfläche nachgebildete Ris~se von jeweils vorbestimmter Größe und Form vorhanden sand und diese Risse tragende Oberfläche der Konturüauteile den optoelektronischen Prüfbauteilen (11, 12) zugekehrt angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturbauteile (18, 18a; 19, 19a) an Kontrollprüfstükken (15a, l6a) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch l_s dadurch gekennzeichnet, daß die nachgebildeten Fehlerrisse in den Eckbereichen der Grundplatte (14), der Werkstückaufnahme (13) oder der Kontrollprüfstücke (15a, 16a) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Konturbauteile (18, 18a; 19, 19a) vorhanden sind, deren Größe, Länge und/oder Anzahl proportional den Abmessungen der Risserkennungseinrichtung (10) oder einer ihrer Blenden (.20), ist.

5' Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturbauteile (19, 19a) an einem Aufnahmebauteil in Form einer Trägerfolie (18, 18a) für die Werkstücke (15, 16) angeordnet sind.