EP1066510A1 - Automatic error detection method used during crack inspection according to the dye penetration method - Google Patents

Automatic error detection method used during crack inspection according to the dye penetration method

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Publication number
EP1066510A1
EP1066510A1 EP00906158A EP00906158A EP1066510A1 EP 1066510 A1 EP1066510 A1 EP 1066510A1 EP 00906158 A EP00906158 A EP 00906158A EP 00906158 A EP00906158 A EP 00906158A EP 1066510 A1 EP1066510 A1 EP 1066510A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recordings
signals
test
workpiece
image recording
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00906158A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Klaus Abend
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Original Assignee
Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
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Filing date
Publication date
Application filed by Tiede GmbH and Co Risprufanlagen filed Critical Tiede GmbH and Co Risprufanlagen
Publication of EP1066510A1 publication Critical patent/EP1066510A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/91Investigating the presence of flaws or contamination using penetration of dyes, e.g. fluorescent ink
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
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    • G01N2021/8887Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques

Definitions

  • the invention relates to a method for automatic error detection in crack testing by the dye penetration method, wherein workpieces for dye penetration testing are treated with dye-containing penetrant with an accumulation of the dyes on surface defects and after a predetermined development period are recorded by means of at least one image recording device and the images are scanned and recognized in an image processing unit from areas with dye enrichment errors are evaluated and corresponding signals are output.
  • test specimens with predetermined test errors can determine whether these were still correctly recognized - however, this method could only determine that the test specimen was not recognized, but not why not. Since no documentation was created, it was also not understandable when the system no longer worked satisfactorily and why.
  • the measurements are carried out with penetrating agent that creeps into depressions and other surface changes such as defects, cavities, pores, depressions due to surface tension phenomena. Creeps - changes in the penetrant over time, such as occur over time due to changes in concentration due to evaporation of the solvent of the penetrant, mixing with components of the workpiece (residual fat content, contamination, etc.), so far a measurement has been carried out within a relatively short period of time the treatment of the workpiece with Penetherstoff / developer - then the error indications change - this is called "blooming" of the error. This means that the sharp accumulation of the penetrant dye on / in the error subsides and the dye migrates out of the error again and so the contrast is getting worse.
  • the error evaluation according to the color powder method is therefore subject to dynamic changes that strongly influence the measurement result. These changes in the error display over time could not be taken into account, even due to the high self-checking properties of the known systems. Due to the dynamics of the error display, errors often occurred because the time between the application of penetrant / developer and the taking of the test object was not exactly observed by an image processing unit. According to the prior art, incorrect evaluations frequently occurred due to the dynamic behavior of the error displays, since some errors were overrated and others were not recognized due to rapid "blooming".
  • the method according to the invention has the advantage that the human errors which unavoidably occur when looking at images that are always similar over a longer period of time can be avoided since cameras cannot show any signs of fatigue.
  • a recording device produces recordings at a predetermined time interval.
  • target data ⁇ A1, A2 As well as data on the time difference ⁇ tn, tn + 1 between the respective periods of time that elapsed between the recordings in the evaluation logic and have the evaluation logic compare whether the measured difference values lie within the specified target values. This makes it possible to select only errors that are displayed within a certain time interval. If no fixed time interval between two measurements is set, this can be replaced by measuring the time difference tn, tn + 1 between two recordings An, An + 1 of the recording device and assigning this time period ⁇ tn, tn-1 to the determined change in contrast during this time . This becomes necessary, for example, if parts cannot be guided past the receiving devices at predetermined times.
  • monitoring units it is advisable to monitor system components in predetermined periods by monitoring units and to have monitoring signals emitted which are checked by the measured value processing unit and signals are correspondingly emitted.
  • These monitoring signals can be used to control the system, for example readjustment units.
  • the monitoring signals and / or the signals of the measured value processing unit be recorded on a medium.
  • the lighting intensity and / or the sensor sensitivity of the lighting monitoring sensors and / or the test agent concentration and amount and / or the cleaning agent concentration and amount and / or the cleaning agent and / or the mordant concentration and amount and / or settings of the image recording unit / s can be determined via the monitoring signals how the geometric arrangement of the focus or the sensitivity can be adjusted.
  • test pieces with reference errors can be automatically passed through and the functionality of the entire system can be checked by measuring them.
  • Fig. 1 is a block diagram of a dye penetration test method
  • Figure 2 is a schematic representation of a crack testing system according to a first embodiment of the invention.
  • Fig. 3 is a schematic representation of a crack testing system according to a further embodiment of the invention with several receiving devices.
  • a - usually non-ferritic - test part is pre-cleaned, if necessary pickled and dried, and then treated with the test agent - also referred to as a dye penetrant - in the crack test method using the dye penetration method.
  • the excess dye penetrant is removed after a certain period of time, the workpiece is cleaned and then treated with a developer solution. After the development time, the workpiece may be dried and inspected at different times, and then, based on the different recordings at different times, a statement is made about the defectiveness of the workpiece, which may also be documented.
  • a developed workpiece 10 is guided as a test specimen into a test station, in which the application of the color penetrant from a color penetrant tank 12 is represented schematically by spray nozzles - the test specimen actually passes through several stations, in which it is provided with cleaning and pickling solutions as well as developer solutions and color solutions, which are not shown here.
  • a test means checking and replenishing system 17 is provided in line, preferably one according to DE-A-4438510.2.
  • test equipment is checked for functionality and if necessary dye or the like can be replenished into the tank 12 if this is necessary.
  • the test specimen is irradiated by means of a UV lamp 11, which in turn is monitored in a manner known per se and the current of which can be readjusted accordingly.
  • test liquid 13a which serves to mark the surface defects, is fed via a supply line by means of spray heads 13 to a spraying system and atomized over the surface of the workpiece 10.
  • the test liquid is now distributed on the workpiece, whereby the dye particles - as is generally known as a physical phenomenon - concentrate on cracks due to the surface tension. An increased particle concentration is then found at these points.
  • the unnecessary test liquid is removed, for example by wiping.
  • the test specimen is then processed with a developer liquid.
  • the surface of the workpiece 10 is then irradiated by a lamp 11, thereby causing the test liquid particles to fluoresce or to absorb and which are located in the area of the surface cracks
  • Enriching dye particles are recorded by a camera 16 and this recording is stored in the image processing system 22.
  • a time interval of approximately 20-150 seconds a second picture is taken, which is also stored in the image processing system 22.
  • These two recordings are then compared with one another by an evaluation logic of the image processing unit and the time interval is assigned to the comparison value. Possibly. other recordings can also be recorded and processed at other times.
  • the calculated comparison values are then compared in the evaluation logic with a stored target value table and it is determined in this way whether the image change values are within a predetermined range or above a predetermined threshold value.
  • an error display can then be output by the evaluation logic, which can lead to the classification or also to the rejection of the measured part.
  • the functional reliability of the system preferably includes a self-checking device for checking or self-checking the associated working parameters, ie compliance with the respective operating parameters within the prescribed value interval. Such a self-inspection system can readjust within certain limits if the inspection values are outside a desired measurement range - this can result in unnecessary waste of material, such as that caused by premature replacement of the marking agent or by routine routine replacement of the lighting, such as a UV lamp or the like.
  • the self-checking device 14 is preferably connected to a documentation device 30, in which it creates test reports by means of which the functionality of the system can be verified.
  • FIG. 3 A further embodiment of a plant for carrying out a method according to the invention is shown schematically in FIG. 3.
  • Measuring unit groups 16, 16 ', 16 can output their images, which are fed to the respective input of an image processing unit 22.
  • at least two images of each workpiece 10 are taken at different times and the differences between the two images are determined, for example by forming a difference,
  • These differences can NEN, for example, can be fed into a display device 20 but also into a downstream sorting device, which automatically separates out parts classified as bad.
  • the data flow based on brightness values can advantageously also be recorded by a diode cell or other suitable means, as are known to the person skilled in the art.
  • the documentation on remote data transmission can also be created and stored remotely from the device.

Abstract

The invention relates to an automatic fault detection method used during crack inspection according to the dye penetration method. According to the inventive method, workpieces are treated with penetrating agents containing dyes during which the dyes concentrate at locations with surface faults and, after a predetermined developing duration, are recorded by at least one image recording unit. In addition, the recorded images are assessed for faults in an image processing unit by scanning and identifying areas which have a concentration of dye, and corresponding signals are output. The method comprises the following steps: Recording images of the same workpiece (10) at at least two times t1, t2 after the workpiece has been treated with penetrating agents and optionally developing, upon receipt, at least two recorded images A1, A2; comparing the recorded images A1, A2 and using the evaluation logic of the signal processing unit (22) to evaluate the comparison; outputting signals via the evaluation logic which, in corresponding areas on the recorded images, depict the changes in the concentration of penetration agent over the time period DELTA t1, t2, said changes being greater than a change threshold value for a reference time difference; and evaluating the measured workpiece-related parameters in order to produce assessment values of the cracking, such as a good/bad statement, or to conduct a fault value assessment according to a predetermined value interval or in the predetermined superficial area.

Description

Verfahren zur automatischen Fehlererkennung bei der Rißprüfung nach dem Procedure for automatic error detection in crack testing after
FarbeindringverfahrenDye penetration process
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Fehlererkennung bei der Rißprüfung nach dem Farbeindringverfahren, wobei Werkstücke für die Farbeindringprüfung mit farbstoffhaltigem Penetriermittel unter Anreicherung der Farbstoffe an Oberflächenfehlern behandelt und nach einer vorherbestimmten Entwicklungsdauer mittels mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen und in einer Bildverarbeitungseinheit die Aufnahmen durch Abtasten und Erkennen von Bereichen mit Farbstoffanreicherung Fehler bewertet und dementsprechende Signale ausgegeben werden.The invention relates to a method for automatic error detection in crack testing by the dye penetration method, wherein workpieces for dye penetration testing are treated with dye-containing penetrant with an accumulation of the dyes on surface defects and after a predetermined development period are recorded by means of at least one image recording device and the images are scanned and recognized in an image processing unit from areas with dye enrichment errors are evaluated and corresponding signals are output.
Automatisierte optische Fehlererkennung bei der Farbeindringprüfung in Produktionsanlagen, die ständig zu überprüfende Werkstücke herstellen, wie bspw. Stranggußanlagen, Drahtendenprüfungen oder dergleichen ist bekannt. z.Zt. werden Bilder von Werkstücken mit Farbstoffen bereits optisch durch sogenannte optische Bilderkennung ausgewertet, wobei die durch das an sich bekannte Farbeindringverfahren sichtbar gemachten Fehler durch ein optisches Abtast- und Bilderkennungsverfahren erkannt und mit einer abgespeicherten Fehierlogik verglichen werden. Die Farbeindringprüfung ist auf erneutes Interesse gestoßen, da neuerdings häufig nicht-ferritische Leichtmetalle, wie Aluminium- oder Magnesiumlegierungen oder aber auch Titanlegierungen so für Aluminiumträger, Leichtmetallmotorblöcke etc. verwendet werden, außerdem findet auch Keramik in immer höherem Maße Einsatz, wie für Ventilbauteile, Beschichtungen von hochbeanspruchten Teilen. Es handelt sich dabei um Routineuntersuchungen - in-Prozeßkontrolle - auf Risse bei nicht magnetisierbaren Werkstücken, wie solchen aus Magnesium- oder Aluminiumlegierungen oder Keramik.Automated optical error detection in color penetration testing in production plants that continuously produce workpieces to be checked, such as, for example, continuous casting plants, wire end tests or the like is known. currently images of workpieces with dyes are already optically evaluated by so-called optical image recognition, the errors made visible by the color penetration method known per se being recognized by an optical scanning and image recognition method and compared with a stored error logic. The dye penetration test has attracted renewed interest, since recently non-ferritic light metals such as aluminum or magnesium alloys or even titanium alloys have been used for aluminum supports, light metal engine blocks etc., and ceramics are also being used to an increasing extent, such as for valve components and coatings of highly stressed parts. These are routine examinations - in-process control - for cracks in non-magnetizable workpieces, such as those made of magnesium or aluminum alloys or ceramics.
Es handelt sich also hier um Rißprüfverfahren, in denen in an sich bekannter Weise Werkstücke für die Farbeindringprüfung mit Farbstoffe aufweisendem Prüfmittel unter Anreicherung der Farbstoffe an Oberflächenfehlern behandelt und unter Beleuchtung durch eine Beleuchtungseinrichtung, wie UV-Lampen bei Fluoreszenzfarbstoffen, aber auch Lasern oder anderen Lampen bei entsprechend absorbierenden Farbstoffen, bewertet werden. Die Werkstücke werden dabei üblicherweise für die Farbeind ngprüfung vorbereitet, indem sie gereinigt, ggf. gebeizt und getrocknet werden, mit einem Farbstoffe, insbesondere auch Fluoreszenzfarbstoffe, aufweisenden Prüfmittel unter Anreicherung der Farbstoffe an Oberflächen-fehlern, insbesondere Rissen, besprüht, sodann vom überschüssigen farbstoffhaltigen Prüfmittel, bspw. durch Abstreifen oder Abwischen befreit, das so behandelte Werkstück ggf. mit einem Entwickler behandelt und sodann nach einer vorherbestimmten Entwicklungszeit unter UV- oder sichtbarem Licht aufgenommen und ausgewertet wird. Da die Zeit, in der die Risse nach der Entwicklung gut erkennbar sind, sehr kurz ist - häufig im Bereich von unter einer Minute liegt, sollt genau innerhalb eines bestimmten reproduzierbaren Zeitraums nach Entwicklung gemessen wird.These are crack testing methods, in which workpieces for dye penetrant testing are treated in a manner known per se with test agents containing dyes with the dyes being enriched for surface defects and under illumination by an illumination device, such as UV lamps for fluorescent dyes, but also lasers or other lamps with suitably absorbent dyes. The workpieces are usually prepared for the color inspection by cleaning, possibly pickling and drying them, sprayed with a test agent containing dyes, in particular also fluorescent dyes, with enrichment of the dyes on surface defects, in particular cracks, and then of the excess dye-containing agent Test equipment, for example freed by wiping or wiping, the workpiece treated in this way, if necessary, treated with a developer and then recorded and evaluated under UV or visible light after a predetermined development time. Since the time in which the cracks are clearly visible after development is very short - often in the range of less than one minute, measurements should be carried out exactly within a certain reproducible period after development.
Bisher wurden diese Farbeindring-Untersuchungen meist von Bedienungspersonal durchgeführt und durch Augenschein ausgewertet. Die Anmeiderin hat bereits derartige Verfahren zur Farbeindringprüfung vorgeschlagen, nebst zugehöriger Vorrichtung. Da eine häufige Fehlermöglichkeit die Ermüdung der Personen, die diese Prüfung übernehmen ist wurden bereits automatisierte Erkennungsanlagen über Bildverarbeitung vorgeschlagen, bspw. in der DE 19639020.6 oder der DE 19645377.1 , auf die zur Vermeidung von Wiederholungen in vollem Umfang bezug genommen wird.So far, these color penetration tests have mostly been carried out by operating personnel and evaluated by visual inspection. The anmeider has already proposed such methods for dye penetration testing, along with the associated device. Since a frequent possibility of error is the fatigue of the persons who take over this test, automated detection systems via image processing have already been proposed, for example in DE 19639020.6 or DE 19645377.1, to which reference is made in full to avoid repetitions.
Aus der DE 39 07 732 ist bereits ein Verfahren zum Überwachen einer Vorrichtung zum Auswerten von Oberflächenrissen mittels des Farbeindringverfahrens bekannt geworden, bei dem die Lampenintensität und die Prüfmitteiqualität überwacht werden und bei nicht zufriedenstellenden Resultaten die Anlage abgeschaltet wird und mittels Kameras die Prüflingsqualität geprüft wird. Die Überwachungssignale werden dort aber nur zum Abschalten der Anlage verwendet - eine Nachregelung des Prüfmittelgehalts oder aber der Lampenintensität ist dort nicht vorgesehen, geschweige denn eine Dokumentation der Daten über das Anlagenverhalten. Somit ist diese bekannte Anlage nur dazu imstande, ein Abschalten der Anlage durchzuführen.From DE 39 07 732 a method for monitoring a device for evaluating surface cracks by means of the dye penetration method has already become known, in which the lamp intensity and the quality of the test material are monitored and, if the results are unsatisfactory, the system is switched off and the quality of the test object is checked by means of cameras. The monitoring signals are only used there to switch off the system - there is no provision for readjustment of the test equipment content or the lamp intensity, let alone documentation of the data on the system behavior. This known system is therefore only able to switch off the system.
Aus der 19645377.1 ist es bereits bekannt, die Sicherheit und Überprüfbarkeit der Anlage zu überprüfen und zu dokumentieren. Gemäß der 19645377.1 wird vorgeschlagen, die Änderung der Einstellung von Bildaufnahmeeinrichtungen, wie des Focus oder aber der geometrischen Anordnung der Aufnahmeeinrichtung zum Prüfling, die leicht verändert werden, automatisch zu überprüfen; desgleichen weitere die Prüfung stark beeinflussende Parameter, wie die Güte des Reinigungsmittels, der Prüfflüssigkeit, des Beizmittels sowie der Temperatur.From 19645377.1 it is already known to check and document the safety and verifiability of the system. According to 19645377.1 it is proposed to automatically check the change in the setting of image recording devices, such as the focus or else the geometric arrangement of the recording device for the test object, which are easily changed; likewise other parameters which strongly influence the test, such as the quality of the cleaning agent, the test liquid, the pickling agent and the temperature.
Es wird bei dem bekannten Verfahren bereits sowohl das Prüfverfahren und seine Grenzen, Testfehier und seine Handhabung, Leistungsabgrenzung, Toleranzangaben usw., die heute erwünscht sind, überwacht und die Aufzeichnung bzw. Dokumentation der Ergebnisse sowie der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse - also auch der Überprüfung des Funktionserhalts der Überprüfungsanlage selbst gewährleistet. Dies liefert eine zusätzliche Sicherheit, wenn in, insbesondere automatischen, Prüfanlagen über eine längere Betriebszeit hinweg Gesichtspunkte zur Senkung der Kosten oder Erhöhung der Sicherheit, daß fehlerhaft einzustufende Werkstücke sicherer beurteilt werden könnten, anstehen.In the known method, both the test method and its limits, test failure and its handling, performance limitation, tolerance specifications, etc., which are desired today, are monitored and the recording or documentation of the results and the reproducibility of the results - including the verification of the results Functional maintenance of the inspection system itself guaranteed. This provides additional security if, in particular in automatic test systems over a longer operating period, there are points of view in order to reduce costs or increase the security that workpieces which are to be classified as incorrect could be assessed more reliably.
Durch regelmäßigen Durchlauf von sogenannten Testkörpern mit vorgegebenen Testfehlern kann festgestellt werden, ob diese noch richtig erkannt wurden - durch dieses Verfahren konnte allerdings nur festgestellt werden, daß der Testkörper nicht erkannt wurde, nicht aber, warum nicht. Da keine Dokumentation erstellt wurde, war auch nicht nachvollziehbar, ab wann die Anlage nicht mehr zufriedenstellend arbeitete und warum.A regular run through so-called test specimens with predetermined test errors can determine whether these were still correctly recognized - however, this method could only determine that the test specimen was not recognized, but not why not. Since no documentation was created, it was also not understandable when the system no longer worked satisfactorily and why.
Die Messungen werden dabei mit Penetriermittel durchgeführt, das aufgrund von Oberflächenspannungsphänomenen in Vertiefungen und andere Oberflächenveränderungen, wie Fehlern, Lunkern, Poren, Vertiefungen kriecht. Dabei kriecht - bei Veränderungen der Penetriermittel mit der Zeit, wie sie durch Konzentrationsveränderungen durch Verdampfung des Lösemittels des Penetriermittels, Vermischung mit Bestandteilen des Werkstücks (Restfettgehalt, Verschmutzung etc.) über die Zeit auftreten, wird daher bisher eine Messung innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums nach der Behandlung des Werkstücks mit Penethermittel/Entwickler durchgeführt - danach verändern sich die Fehleranzeigen - dies wird als „Ausblühen" des Fehlers bezeichnet. Dies bedeutet, daß die scharfe Anreicherung des Penetriermittelfarbstoffs am/im Fehler nachläßt und der Farbstoff wieder aus dem Fehler herauswandert und so der Kontrast ständig schlechter wird. Die Fehlerauswertung nach dem Farbpulververfahren unterliegt somit dynamischen Veränderungen, die das Meßergebnis stark beeinflussen. Diese Veränderungen der Fehleranzeige mit der Zeit konnten selbst durch die hohe Selbstüberprüfungseigenschaften der bekannten Anlagen noch nicht berücksichtigt werden. Durch die Dynamik der Fehleranzeige traten häufig Fehler auf, da der Zeitraum zwischen dem Aufbringen von Penetriermittel/Entwickler und Aufnahme des Prüflings durch eine Bildverarbeitungseinheit nicht exakt eingehalten wurde. Nach dem Stand der Technik traten aufgrund des dynamischen Verhaltens der Fehleranzeigen häufig Fehlbewertungen auf, da einige Fehler überbewertet und andere wegen schnellen „Ausblühens" nicht erkannt wurden.The measurements are carried out with penetrating agent that creeps into depressions and other surface changes such as defects, cavities, pores, depressions due to surface tension phenomena. Creeps - changes in the penetrant over time, such as occur over time due to changes in concentration due to evaporation of the solvent of the penetrant, mixing with components of the workpiece (residual fat content, contamination, etc.), so far a measurement has been carried out within a relatively short period of time the treatment of the workpiece with Penethermittel / developer - then the error indications change - this is called "blooming" of the error. This means that the sharp accumulation of the penetrant dye on / in the error subsides and the dye migrates out of the error again and so the contrast is getting worse. The error evaluation according to the color powder method is therefore subject to dynamic changes that strongly influence the measurement result. These changes in the error display over time could not be taken into account, even due to the high self-checking properties of the known systems. Due to the dynamics of the error display, errors often occurred because the time between the application of penetrant / developer and the taking of the test object was not exactly observed by an image processing unit. According to the prior art, incorrect evaluations frequently occurred due to the dynamic behavior of the error displays, since some errors were overrated and others were not recognized due to rapid "blooming".
Dementsprechend war die Sicherheit und die Effektivität von Rißprüfanlagen nach dem Farbeindringverfahren bereits verbessert worden - es verblieb aber immer noch das Problem, daß je nach Werkstück sich die Penetrierfiüssigkeit sehr unterschiedlich anreichert. Dabei ist sowohl die Oberflächenbeschaffenheit der Werkstücke und die darauf ausgebildete Oberflächenspannung der Penetrierfiüssigkeit von Material zu Material unterschiedlich - ein Ausblühen der Fehleranzeige erfolgt je nach Art des Fehlers - also abhängig von der Fehlertiefe, Porigkeit des Materials oder aber Glätte der Oberfläche unterschiedlich schnell.Accordingly, the safety and effectiveness of crack detection systems using the dye penetration method had already been improved - but the problem still remained that depending on the workpiece, the penetration liquid accumulates very differently. Both the surface quality of the workpieces and the surface tension of the penetration liquid that is formed on them differ from material to material - the error display blooms depending on the type of error - i.e. depending on the depth of the error, porosity of the material or smoothness of the surface at different speeds.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur verbesserten Erkennung von Fehlern mit der Penetriermittelprüfung zu schaffen.It is therefore an object of the invention to provide a method for improved detection of errors with the penetrant test.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Schritten:According to the invention, the object is achieved by a generic method with the steps:
- Aufnehmen von Aufnahmen (A1 , A2) desselben Werkstücks zu mindestens zwei Zeiten (t1 , t2) nach der Behandlung mit Penetriermittel,Taking recordings (A1, A2) of the same workpiece at least two times (t1, t2) after treatment with penetrant,
- Vergleichen der zu diesen verschiedenen Zeiten (t1 , t2) hergestellten Aufnahmen (A1 , A2) und Auswertung des Vergleichs durch die Auswertlogik der optischen Bildverarbeitungseinheit, und - Ausgeben von Signalen durch die Auswertlogik, die in entsprechenden Bereichen auf den Aufnahmen (A1.A2) die Veränderungen der Penetriermittelanreicherung über den Zeitraum (Δ t1 , t2) darstellen, die oberhalb eines Veränderungsschwellenwertes für eine Referenzzeitdifferenz liegen; undComparing the recordings (A1, A2) produced at these different times (t1, t2) and evaluating the comparison using the evaluation logic of the optical image processing unit, and - Output of signals by the evaluation logic, which represent the changes in the penetration agent enrichment over the period (Δ t1, t2) in the corresponding areas on the recordings (A1.A2), which lie above a change threshold value for a reference time difference; and
- Bewertung der ausgegebenen Signale unter Berücksichtigung werkstückbezogener Parameter und prüfanlagenbezogener Betriebsgrößen zur Herstellung von Bewertungsgrößen der Rißbildung, wie Gut/Schlecht-Aussage, Fehlergrößenbeurteilung nach vorgegebenem Größenintervall oder in vorgegebenem Oberflächenbereich gelöst.- Evaluation of the signals output taking into account workpiece-related parameters and test facility-related operating variables for the production of evaluation variables for crack formation, such as good / bad information, error size assessment according to a specified size interval or in a specified surface area.
Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous further developments result from the dependent claims.
Dadurch, daß nun das dynamische Verhalten der an Oberflächendiskontinuitäten angereicherten Farbstoffe zuverlässig erfaßt und ausgewertet ist, ist eine völlig neue Bewertung der Oberflächenfehler möglich. Das Erfassen des zeitlichen Verhaltens der Fehleranzeige durch bildverarbeitende Verfahren durch Aufnehmen in zeitlichen Abständen und Berechnen der Unterschiede der Kontraste ermöglicht durch automatische Auswertung der Unterschiede der zu verschiedenen Zeiten aufgenommenen Aufnahmen seitens der Datenverarbeitung Fehler zu klassifizieren, zu bewerten und entsprechend eine Anzeige mit Fehlern bestimmter Art auszugeben.Because the dynamic behavior of the dyes enriched on surface discontinuities is now reliably recorded and evaluated, a completely new evaluation of the surface defects is possible. Recording the temporal behavior of the error display by means of image processing methods by recording at intervals and calculating the differences in the contrasts enables data processing to automatically classify and evaluate errors by automatically evaluating the differences in the images recorded at different times, and accordingly to display errors with certain types to spend.
Gegenüber der bisher meist durchgeführten Bewertung durch Menschen besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, daß die menschlichen Fehler, die bei längerem Betrachten von stets ähnlichen Bildern unvermeidbar auftreten, vermieden werden können, da Kameras keine Ermüdungserscheinungen haben können.Compared to the most frequently performed evaluation by humans, the method according to the invention has the advantage that the human errors which unavoidably occur when looking at images that are always similar over a longer period of time can be avoided since cameras cannot show any signs of fatigue.
Überraschenderweise ist es daher nun erfindungsgemäß möglich, Fehler über das dynamische Verhalten der Fehleranzeige mit der Zeit zu klassifizieren. Dadurch, daß in eine derartige Anlage Anfangswerte werden und abgespeichert sind, können die Anlagen auf die verschiedensten Prüflinge und Prüfflüssigkeiten eingestellt werden. Durch die Auswertung der Fehleranzeigen über Aufnahmeeinrichtungen ist es nun auch möglich, ein dokumentiertes Prüfprotokoll von den überwachten Betriebsgröße zu erstellen. Es ist günstig, wenn die optische Bildverarbeitung durch Setzen von Fenstern und Abtasten des Fensters durch die Bildaufzeichnungseinheit, das Auswählen und Auswerten und die Rißfehleranzeige automatisch mit dem Prüfablauf (Zeittakt) verknüpft und Verarbeitung der daraus erhaltenen Daten in einem Rechner erfolgt.Surprisingly, it is therefore now possible according to the invention to classify errors over time using the dynamic behavior of the error display. Because initial values are stored in a system of this type and stored, the systems can be set up for a wide variety of test objects and test liquids. By evaluating the error displays via recording devices, it is now also possible to create a documented test report of the monitored company size. It is advantageous if the optical image processing by setting windows and scanning the window by the image recording unit, the selection and evaluation and the crack error display are automatically linked to the test sequence (time cycle) and the data obtained therefrom is processed in a computer.
Dabei kann vorgesehen sein, daß eine Aufnahmeeinrichtung Aufnahmen in zeitlich fest vorherbestimmtem Abstand herstellt. Durch Vorsehen einer einzigen Aufnahmeeinheit, die mindestens zwei Aufnahmen in einem zeitlich festen Abstand herstellt, kann die Baugröße der Rißprüfanlage sowie deren Kosten gering gehalten werden und außerdem Probleme, die durch Verwendung mehrerer Aufnahmeeinheiten, die nicht vollständig gleich arbeiten, umgangen werden.It can be provided that a recording device produces recordings at a predetermined time interval. By providing a single recording unit that produces at least two recordings at a fixed time interval, the size of the crack testing system and its costs can be kept low and also problems that are avoided by using multiple recording units that do not work completely the same.
Es ist aber auch möglich, das zu prüfende Werkstück an mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordneten Aufnahmeeinrichtungen K1 , K2 Kn in gleicher räumlicherHowever, it is also possible to place the workpiece to be checked in the same spatial manner on at least two holding devices K1, K2 Kn arranged at a distance from one another
Orientierung durch eine Fördereinrichtung vorzuführen, so daß von den verschiedenen Aufnahmeeinrichtungen K1, K2...Kn. Aufnahmen A1 , A2 ..An des Werkstücks in gleichbleibender räumlicher Orientierung, aber zu verschiedenen Zeiten nach der Behandlung mit Penetriermittel hergestellt werden, die Aufnahmen A1 , A2...An der verschiedenen Aufnahmeeinrichtungen miteinander durch eine Auswertlogik zu vergleichen und aus den Unterschieden der Aufnahmen in Abhängigkeit von den zwischen den Aufnahmen verstrichenen Zeitintervallen Signale zu bilden, die dann signifikant für die Art der Fehler bzw. Deren dynamisches Verhalten sind. Die Verwendung eines Förderers und mehrerer Aufnahmeeinrichtungen hat den Vorteil, eine sehr schnelle Prüfung vieler Teile zu ermöglichen.Demonstrate orientation by a conveyor, so that from the various receiving devices K1, K2 ... Kn. Recordings A1, A2 ... on the workpiece with the same spatial orientation, but at different times after treatment with penetrant, the recordings A1, A2 ... at the different recording devices can be compared with each other using evaluation logic and the differences in the recordings to form signals as a function of the time intervals that have elapsed between the recordings, which signals are then significant for the type of errors or their dynamic behavior. The use of a conveyor and several pick-up devices has the advantage of being able to check many parts very quickly.
Es ist sinnvoll, im Speicher der Auswertlogik Solldaten Δ A1 , A2 sowie Daten über die Zeitdifferenz Δtn, tn+1 zwischen den jeweiligen zwischen den Aufnahmen verstrichenen Zeiträumen abzuspeichern und die Auswertlogik vergleichen zu lassen, ob die gemessenen Differenzwerte innerhalb der vorgegebenen Sollwerte liegen. Dadurch ist es möglich, nur Fehler, die innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls angezeigt werden, auszuwählen. Falls kein festes Zeitintervall zwischen zwei Messungen eingestellt wird, kann dies durch Messen der Zeitdifferenz tn,tn+1 zwischen zwei Aufnahmen An, An+1 der Aufnahmeeinrichtung und Zuordnung dieses Zeitraums Δ tn, tn-1 zu der ermittelten Kontrastveränderung in dieser Zeit ersetzt werden. Dies wird bspw. notwendig, falls Teile nicht zu vorbestimmten Zeiten an den Aufnahmeeinrichtungen vorbeigeführt werden können.It makes sense to store target data Δ A1, A2 as well as data on the time difference Δtn, tn + 1 between the respective periods of time that elapsed between the recordings in the evaluation logic and have the evaluation logic compare whether the measured difference values lie within the specified target values. This makes it possible to select only errors that are displayed within a certain time interval. If no fixed time interval between two measurements is set, this can be replaced by measuring the time difference tn, tn + 1 between two recordings An, An + 1 of the recording device and assigning this time period Δ tn, tn-1 to the determined change in contrast during this time . This becomes necessary, for example, if parts cannot be guided past the receiving devices at predetermined times.
Es ist in jedem Fall empfehlenswert, durch Überwachungseinheiten Anlagenbestandteile in vorherbestimmten Zeiträumen zu überwachen und Überwachungssignale abgegeben zu lassen, die von der Meßwerteverarbeitungseinheit überprüft und dementsprechend Signale abgegeben werden. Dabei kann die geometrische Anordnung, Focus und auch Funktion der mindestens einen Aufnahmeeinrichtung; und/oder die Funktionsfähigkeit der im Verfahren eingesetzten Flüssigkeiten: der Prüfflüssigkeit und/oder der Entwicklerflüssigkeit und/oder der Beizmittelflüssigkeit und/oder des Reinigungsmittels und/oder Bäderdaten, wie die Badtemperatur/en; Füllstände; Verschmutzung durch Überwachungseinrichtungen überprüft werden. Diese Überwachungssignale können zur Steuerung der Anlage, bspw. von Nachregeleinheiten, eingesetzt werden.In any case, it is advisable to monitor system components in predetermined periods by monitoring units and to have monitoring signals emitted which are checked by the measured value processing unit and signals are correspondingly emitted. The geometrical arrangement, focus and also function of the at least one recording device; and / or the functionality of the liquids used in the method: the test liquid and / or the developer liquid and / or the mordant liquid and / or the cleaning agent and / or bath data, such as the bath temperature / s; Fill levels; Pollution can be checked by monitoring devices. These monitoring signals can be used to control the system, for example readjustment units.
Im Sinne des Nachweises der Funktionsfähigkeit der Anlagen und der Genauigkeit der Qualitätskontrolle durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es meist notwendig und unabdingbar, daß die Überwachungssignale/und oder die Signale der Meßwertverarbeitungseinheit auf einem Medium aufzuzeichnen. Dafür ist es auch meist notwendig, unmittelbar werkstückbezogene Parameter, wie Teile-Identifizierungs-Nummern, Stückzahl zu messen und ggf. aufzuzeichnen.In order to demonstrate the functionality of the systems and the accuracy of the quality control by the method according to the invention, it is usually necessary and essential that the monitoring signals and / or the signals of the measured value processing unit be recorded on a medium. For this purpose, it is usually also necessary to measure and, if necessary, record workpiece-related parameters such as part identification numbers, number of pieces.
Über die Überwachungssignale kann die Beleuchtungsintensität und/oder der Sensorempfindlichkeit der Beleuchtungsüberwachungssensoren und/oder die Prüfmittelkonzentration und -menge und/oder die Reinigungsmittelkonzentration und -menge und/oder das Reinigungsmittel und/oder die Beizmittelkonzentration und -menge und/oder Einstellungen der Bildaufnahmeeinheit/en, wie der geometrischen Anordnung des Focus oder der Empfindlichkeit nachgeregelt werden. Als „Integraltest" der Anlage können automatisch Prüfstücke mit Referenzfehler durchgeschleust und durch deren Messung die Funktionsfähigkeit der gesamten Anlage überprüft werden.The lighting intensity and / or the sensor sensitivity of the lighting monitoring sensors and / or the test agent concentration and amount and / or the cleaning agent concentration and amount and / or the cleaning agent and / or the mordant concentration and amount and / or settings of the image recording unit / s can be determined via the monitoring signals how the geometric arrangement of the focus or the sensitivity can be adjusted. As an "integral test" of the system, test pieces with reference errors can be automatically passed through and the functionality of the entire system can be checked by measuring them.
Selbstverständlich kann in üblicher Weise beim erfindungsgemäßen Verfahren auch die bereits n; Überprüfung der Bestrahlungseinrichtungen und der Strahlungsmeßeinrichtungen auf Funktionsfähigkeit kann nun die Funktion der Prüfanlage überwacht und auf gleichem Niveau gehalten werden. Dadurch, daß nun auch die Funktion der Überprüfungsanlage und deren Einzelbestandteile automatisch in vorgegebenen Intervallen erfolgen kann, sind folgende Vorteile gewahrt:Of course, in the method according to the invention, the already n; Checking the irradiation devices and the radiation measuring devices for functionality can now monitor the function of the test system and keep it at the same level. The fact that the function of the inspection system and its individual components can now also take place automatically at predetermined intervals ensures the following advantages:
Es ist nun erstmals möglich, eine Unterscheidung der Fehler auf einem Prüfling automatisch durchzuführen und damit die Genauigkeit und Aussagekraft des Verfahrens erheblich zu verbessern, wobei auch eine Kontrolle des Verhaltens der Anlage über die gesamte Betriebszeit eingeschlossen einer Dokumentation derselben erfolgen kann.It is now possible for the first time to automatically differentiate between faults on a test object and thus significantly improve the accuracy and informative value of the method, whereby the behavior of the system can also be checked over the entire operating time, including documentation thereof.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei die Erfindung aber keineswegs auf diese Ausführungsform begrenzt ist, sondern dem Fachmann beliebige weitere Ausführungsformen geläufig sind. In dieser zeigt:Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing, but the invention is in no way limited to this embodiment, but any further embodiments are familiar to the person skilled in the art. In this shows:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines FarbeindringprüfverfahrensFig. 1 is a block diagram of a dye penetration test method
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Rißprüfanlage nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung; undFigure 2 is a schematic representation of a crack testing system according to a first embodiment of the invention. and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Rißprüfanlage nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit mehreren Aufnahmeeinrichtungen.Fig. 3 is a schematic representation of a crack testing system according to a further embodiment of the invention with several receiving devices.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird beim Rißprüfverfahren nach der Farbeindringmethode ein - meist nicht ferritisches - Prüfteil vorgereinigt, ggf. gebeizt und getrocknet und sodann mit dem Prüfmittel - auch als Farbeindringmittel bezeichnet - behandelt. Das überschüssige Farbeindringmittel wird nach einem bestimmten Zeitraum abgenommen, das Werkstück zwischengereinigt und sodann mit einer Entwicklerlösung behandelt. Nach der Entwicklungszeit wird das Werkstück ggf. getrocknet und zu verschiedenen Zeiten inspiziert und dann aufgrund der unterschiedlichen Aufnahmen zu verschiedenen Zeiten Aussage über die Fehlerhaftigkeit des Werkstückes getroffen, die ggf. auch dokumentiert wird.As can be seen from FIG. 1, a - usually non-ferritic - test part is pre-cleaned, if necessary pickled and dried, and then treated with the test agent - also referred to as a dye penetrant - in the crack test method using the dye penetration method. The excess dye penetrant is removed after a certain period of time, the workpiece is cleaned and then treated with a developer solution. After the development time, the workpiece may be dried and inspected at different times, and then, based on the different recordings at different times, a statement is made about the defectiveness of the workpiece, which may also be documented.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird ein entwickeltes Werkstück 10 als Prüfling in eine Prüfstation geführt, in der durch Sprühdüsen das Aufbringen des Farbeindringmittels aus einem Farbeindringmitteltank 12 schematisch dargestellt wird - tatsächlich durchläuft der Prüfling mehrere Stationen, in denen er mit Reinigungs- und Beizlösungen sowie Entwicklerlösungen und Farblösungen behandelt wird, die hier nicht dargestellt sind. In der Leitung zu den Sprühköpfen ist eine Prüfmittel-überprüfungs- und Nachdosier- anlage 17 in line vorgesehen, bevorzugt eine solche nach der DE-A-4438510.2.As can be seen from FIG. 1, a developed workpiece 10 is guided as a test specimen into a test station, in which the application of the color penetrant from a color penetrant tank 12 is represented schematically by spray nozzles - the test specimen actually passes through several stations, in which it is provided with cleaning and pickling solutions as well as developer solutions and color solutions, which are not shown here. In the line to the spray heads, a test means checking and replenishing system 17 is provided in line, preferably one according to DE-A-4438510.2.
Dort wird das Prüfmittel auf Funktionsfähigkeit überprüft und es kann ggf. Farbstoff od. dgl. in den Tank 12 nachdosiert werden, falls dies notwendig ist. Der Prüfling wird bei dieser Ausführungsform, die mit fluoreszenzfähigem Farbstoff arbeitet, mittels einer UV- Lampe 11 bestrahlt, die wiederum in an sich bekannter Weise überwacht und deren Strom entsprechend nachgeregelt werden kann.There the test equipment is checked for functionality and if necessary dye or the like can be replenished into the tank 12 if this is necessary. In this embodiment, which works with fluorescent dye, the test specimen is irradiated by means of a UV lamp 11, which in turn is monitored in a manner known per se and the current of which can be readjusted accordingly.
Aus einem Vorratsbehälter 12 (bei einfacheren Ausführungsformen mittels eines Sprays), der an eine Umwälzpumpe angeschlossen ist, wird über eine Zuführleitung mittels Sprühköpfen 13 einer Sprühanlage Prüfflüssigkeit 13a, die der Markierung der Oberflächenfehler dient, zugeführt und über die Oberfläche des Werkstückes 10 zerstäubt. Die Prüfflüssigkeit verteilt sich nun auf dem Werkstück, wobei sich die Farbstoff-Partikel - wie als physikalisches Phänomen allgemein bekannt - durch die Oberflächenspannung an Rissen konzentrieren. An diesen Stellen findet sich dann eine erhöhte Partikelkonzentration. Die überflüssige Prüfflüssigkeit wird , bspw. durch Abwischen, entfernt. Anschließend wird der Prüfling mit einer Entwicklerflüssigkeit bearbeitet. Nach Verstreichen einer - experimentell für jede Prüfanordnung und Prüflinge zu bestimmenden Entwicklungszeit wird dann durch eine Lampe 11 - die Oberfläche des Werkstücks 10 bestrahlt, dadurch die Prüffiüssigkeitspartikel zum Fluoreszieren oder aber zur Absorption gebracht und die im Bereich der Oberflächenrisse sich anreichernden Farbstoffpartikelchen durch eine Kamera 16 aufgenommen und diese Aufnahme in der Bildverarbeitungsanlage 22 abgespeichert. Nach einem Zeitintervall von etwa 20 - 150 Sekunden erfolgt eine zweite Aufnahme, die ebenfalls in der Bild- verarbeitungsaniage 22 abgespeichert wird. Diese beiden Aufnahmen werden nun durch eine Auswertlogik der Bildverarbeitungseinheit miteinander verglichen und dem Vergleichswert das Zeitintervall zugeordnet. Ggf. können auch noch weitere Aufnahmen zu anderen Zeitpunkten aufgenommen und verarbeitet werden. Die berechneten Vergleichswerte werden dann in der Auswertlogik mit einer abgespeicherten Sollwerttabelle verglichen und derart festgestellt, ob die Bildänderungswerte innerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder über einem vorbestimmten Schwellenwert liegen. Dementsprechend kann dann eine Fehleranzeige durch die Auswertlogik ausgegeben werden, die zur Klassifikation oder aber auch zum Verwerfen des gemessenen Teils führen kann. Bevorzugt gehört zur Funktionssicherheit der Anlage eine Selbstüberprüfungseinrichtung zur Kontrolle bzw. Selbstkontrolle zugehöriger Arbeitsparameter d. h. die Einhaltung der jeweiligen Betriebsgrößen innerhalb des vorgeschriebenen Werteintervalies. Eine solche Selbstüberprüfungsanlage kann, wenn die Überprüfungswerte sich außerhalb eines erwünschten Meßwertbereiches befinden, innerhalb bestimmter Grenzen nachregeln - dadurch kann unnötige Materialverschwendung, wie sie durch vorzeitigen Ersatz des Markierungsmittels oder auch durch vorzeitigen routinemäßigen Austausch der Beleuchtung, wie einer UV-Lampe od. dgl. auftritt, vermieden werden. Dadurch erhöht sich die Standzeit der Prüfanlage beträchtlich, sie kann länger unterbrechungsfrei laufen und die damit zusammenhängenden Betriebskosten, als auch die für Material und Energie werden darausfolgend ebenfalls abgesenkt. Die Selbstüberprüfungseinrichtung 14 ist bevorzugt an eine Dokumentationseinrichtung 30 angeschlossen, in der sie Prüfprotokolle erstellt, anhand derer die Funktionsfähigkeit der Anlage nachgewiesen werden kann.From a storage container 12 (in simpler embodiments by means of a spray), which is connected to a circulating pump, test liquid 13a, which serves to mark the surface defects, is fed via a supply line by means of spray heads 13 to a spraying system and atomized over the surface of the workpiece 10. The test liquid is now distributed on the workpiece, whereby the dye particles - as is generally known as a physical phenomenon - concentrate on cracks due to the surface tension. An increased particle concentration is then found at these points. The unnecessary test liquid is removed, for example by wiping. The test specimen is then processed with a developer liquid. After a development time, which is to be determined experimentally for each test arrangement and test specimens, has elapsed, the surface of the workpiece 10 is then irradiated by a lamp 11, thereby causing the test liquid particles to fluoresce or to absorb and which are located in the area of the surface cracks Enriching dye particles are recorded by a camera 16 and this recording is stored in the image processing system 22. After a time interval of approximately 20-150 seconds, a second picture is taken, which is also stored in the image processing system 22. These two recordings are then compared with one another by an evaluation logic of the image processing unit and the time interval is assigned to the comparison value. Possibly. other recordings can also be recorded and processed at other times. The calculated comparison values are then compared in the evaluation logic with a stored target value table and it is determined in this way whether the image change values are within a predetermined range or above a predetermined threshold value. Correspondingly, an error display can then be output by the evaluation logic, which can lead to the classification or also to the rejection of the measured part. The functional reliability of the system preferably includes a self-checking device for checking or self-checking the associated working parameters, ie compliance with the respective operating parameters within the prescribed value interval. Such a self-inspection system can readjust within certain limits if the inspection values are outside a desired measurement range - this can result in unnecessary waste of material, such as that caused by premature replacement of the marking agent or by routine routine replacement of the lighting, such as a UV lamp or the like. occurs. This considerably increases the service life of the test system, it can run uninterrupted longer and the associated operating costs as well as those for material and energy are also reduced as a result. The self-checking device 14 is preferably connected to a documentation device 30, in which it creates test reports by means of which the functionality of the system can be verified.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform einer Anlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen 'Verfahrens schematisch dargestellt. Dabei können Meßeinheitengruppen 16, 16' 16"ihre Aufnahmen abgeben, die dem jeweiligen Eingang einer Bildverarbeitungseinheit 22 eingespeist werden. Dabei werden von jedem Werkstück 10 mindestens zwei Aufnahmen zu verschiedenen Zeiten erstellt und die Unterschiede der beiden Aufnahmen - bspw. durch Differenzbildung - ermittelt, Diese Unterschiede kön- nen bspw. in ein Anzeigesichtgerät 20 aber auch in eine nachgeschaltete Sortiereinrichtung eingespeist werden, die automatisch als schlecht klassifizierte Teile aussondert.A further embodiment of a plant for carrying out a method according to the invention is shown schematically in FIG. 3. Measuring unit groups 16, 16 ', 16 "can output their images, which are fed to the respective input of an image processing unit 22. In this case, at least two images of each workpiece 10 are taken at different times and the differences between the two images are determined, for example by forming a difference, These differences can NEN, for example, can be fed into a display device 20 but also into a downstream sorting device, which automatically separates out parts classified as bad.
Die Erfassung des auf Helligkeitswerte zurückgehenden Datenflusses kann statt von einer Kamera vorteilhaft auch durch eine Diodenzelle oder andere geeignete Mittel, wie sie dem Fachmann geläufig sind, geschehen. Selbstverständlich kann die Dokumentation über Datenfernübertragung auch von der Vorrichtung entfernt erstellt und abgespeichert werden.Instead of using a camera, the data flow based on brightness values can advantageously also be recorded by a diode cell or other suitable means, as are known to the person skilled in the art. Of course, the documentation on remote data transmission can also be created and stored remotely from the device.
Dadurch, daß nun erstmals das kinetische Verhalten von Prüfmittel an Oberflächen von Werkstücken ausgewertet wird, ist es nun überraschenderweise möglich, Fehler zu klassifizieren und so genauere Unterscheidungen zwischen Ausschuß und brauchbaren Teilen sowie ggf. eine Qualitätsstrukturierung der Teile bspw. in A- und B- Qualität - vorzusehen.Because the kinetic behavior of test equipment on the surfaces of workpieces is now being evaluated for the first time, it is now surprisingly possible to classify errors and thus to make more precise distinctions between rejects and usable parts and, if necessary, quality structuring of the parts, for example in A- and B- Quality - to be provided.
Obwohl die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert wurde, sind dem Fachmann Abwandlungen, die unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen, geläufig. Die Erfindung ist daher keineswegs auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt. Although the invention has been explained on the basis of a preferred exemplary embodiment, modifications which are within the scope of protection of the claims are familiar to the person skilled in the art. The invention is therefore in no way limited to the described embodiment.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur automatischen Fehiererkennung bei der Rißprüfung nach dem Farbeindringverfahren, wobei Werkstücke für die Farbeindringprüfung mit farbstoff- haltigem Penetriermittel unter Anreicherung der Farbstoffe an Oberflächenfehlern behandelt und nach einer vorherbestimmten Entwicklungsdauer mittels mindestens einer Bildaufnahmeeinrichtung aufgenommen und in einer Bildverarbeitungseinheit die Aufnahmen durch Abtasten und Erkennen von Bereichen mit Farbstoffanreicherung Fehler bewertet und dementsprechende Signale ausgegeben werden, gekennzeichnet durch1. A method for automatic detection of defects in the crack inspection according to the dye penetration method, wherein workpieces for the dye penetration inspection are treated with dye-containing penetrant while the dyes are enriched with surface defects, and after a predetermined development period are recorded by means of at least one image recording device and the images are scanned and recognized in an image processing unit from areas with dye enrichment errors are assessed and corresponding signals are output, characterized by
- Aufnehmen von Aufnahmen (A1 , A2) desselben Werkstücks zu mindestens zwei Zeiten (t1 , t2) nach der Behandlung mit Penetriermittel,Taking recordings (A1, A2) of the same workpiece at least two times (t1, t2) after treatment with penetrant,
- Vergleichen der zu diesen verschiedenen Zeiten (t1 , t2) hergestellten Aufnahmen (A1 , A2) und Auswertung des Vergleichs durch die Auswertlogik der optischen Bildverarbeitungseinheit, undComparing the recordings (A1, A2) produced at these different times (t1, t2) and evaluating the comparison using the evaluation logic of the optical image processing unit, and
- Ausgeben von Signalen durch die Auswertlogik, die in entsprechenden Bereichen auf den Aufnahmen (A1.A2) die Veränderungen der Penetriermittelanreicherung über den Zeitraum (Δ t1 , t2) darstellen, die oberhalb eines Veränderungsschwellenwertes für eine Referenzzeitdifferenz liegen; und- Output of signals by the evaluation logic, which represent the changes in the penetration agent enrichment over the period (Δ t1, t2) in the corresponding areas on the recordings (A1.A2), which lie above a change threshold value for a reference time difference; and
- Bewertung der ausgegebenen Signale unter Berücksichtigung werkstückbezogener Parameter und prüfanlagenbezogener Betriebsgrößen zur Herstellung von Bewertungsgrößen der Rißbildung, wie Gut/Schlecht-Aussage, Fehlergrößenbeurteilung nach vorgegebenem Größenintervall oder in vorgegebenem Oberflächenbereich.- Evaluation of the output signals taking into account workpiece-related parameters and test facility-related operating variables for the production of evaluation variables for crack formation, such as good / bad information, error size assessment according to a specified size interval or in a specified surface area.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die optische Bildverarbeitung durch Setzen von Fenstern und Abtasten der Fenster durch die Bildaufnahmeeinrichtung realisiert wird, wobei das Auswählen und Auswerten und die Rißfehleranzeige automatisch mit dem Zeittakt des Prüfablaufs verknüpft wird und die Verarbeitung der daraus erhaltenen Daten in einem Rechner erfolgt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the optical image processing is implemented by setting windows and scanning the windows by the image recording device, the selection and evaluation and the crack error display is automatically linked to the timing of the test sequence and the processing of the resultant Data is done in a computer.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufnahmeeinrichtung Aufnahmen in zeitlich fest vorherbestimmtem Abstand herstellt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the image recording device produces recordings at a predetermined time interval.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that
- das Werkstück an mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordneten Bildaufnahmeeinrichtungen (K1 , «2 Kn) in gleicher räumlicher Orientierung durch eine Fördereinrichtung vorbeigeführt wird, so daß von den verschiedenen Bildaufnahmeeinrichtungen (K1 , K2...Kn) Aufnahmen (A1 , A2 ..An) des Werkstücks in gleichbleibender räumlicher Orientierung, aber zu verschiedenen Zeiten nach der Behandlung mit Penetriermittel hergestellt werden, und- The workpiece is guided past at least two spaced-apart image recording devices (K1, «2 Kn) in the same spatial orientation by a conveyor device, so that recordings (A1, A2 ..) of the different image recording devices (K1, K2 ... Kn) On) the workpiece in the same spatial orientation, but at different times after treatment with penetrant, and
- die Aufnahmen (A1 , A2...An) der verschiedenen Bildaufnahmeeinrichtungen (K1 , K2....Kn) miteinander durch eine Auswertlogik verglichen und aus den Unterschieden der Aufnahmen (A1 , A2....An) in Abhängigkeit von den zwischen den Aufnahmen verstrichenen Zeitintervallen Signale gebildet werden.- The recordings (A1, A2 ... An) of the different image recording devices (K1, K2 .... Kn) compared with each other by an evaluation logic and from the differences of the recordings (A1, A2 .... An) depending on the signals are formed between the elapsed time intervals.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Speicher der Auswertlogik Solldaten für die Biidänderungen (Δ A1 , A2) sowie Daten über die Zeitdifferenz (Δ tn, tn+1) zwischen den jeweiligen zwischen den Aufnahmen (A1 , A2...An) verstrichenen Zeiträumen abgespeichert werden, und die Auswertlogik vergleicht, ob die gemessenen Differenzwerte innerhalb der vorgegebenen Schwellenwerte liegen und dementsprechend Signale abgegeben werden, die nur die Fehler innerhalb eines vorherbestimmten Zeitintervalls darstellen.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that in the memory of the evaluation logic target data for the image changes (Δ A1, A2) and data on the time difference (Δ tn, tn + 1) between the respective between the recordings (A1, A2 ... are stored on elapsed periods, and the evaluation logic compares whether the measured difference values lie within the predetermined threshold values and accordingly signals are emitted which only represent the errors within a predetermined time interval.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem nicht festgelegten Zeittakt des Prüfablaufs das Zeitintervall durch Messen der Zeitdifferenz (Δtn, tn+1) zwischen zwei Aufnahmen (An, An+1) der Bildaufnahmeeinrichtung und Zuordnung dieses Zeitraums (Δ tn, tn+1 ) zu der ermittelten Kontrastveränderung in dieser Zeit definiert wird.6. The method according to claim 2, characterized in that at an unspecified timing of the test sequence, the time interval by measuring the time difference (Δtn, tn + 1) between two recordings (An, An + 1) of the image recording device and assignment of this period (Δ tn , tn + 1) to the determined change in contrast is defined in this time.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß durch Überwachungseinheiten Anlagenbestandteile und -parameter in vorherbestimmten Zeiträumen überwacht und Überwachungssignaie abgegeben werden, die von der Meßwerteverarbeitungseinheit überprüft und dementsprechend Signale abgegeben werden, 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that system components and parameters are monitored by monitoring units in predetermined periods and monitoring signals are emitted, which are checked by the measured value processing unit and corresponding signals are emitted,
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überwachenden Anlagenbestandteile und -parameter die geometrische Anordnung, der Focus und auch die Funktion der mindestens einen Bildaufnahmeeinrichtung; die Funktion der Beleuchtungseinrichtung und/oder die Funktionsfähigkeit der im Verfahren eingesetzten Flüssigkeiten sind.8. The method according to claim 7, characterized in that the system components and parameters to be monitored, the geometric arrangement, the focus and also the function of the at least one image recording device; the function of the lighting device and / or the functionality of the liquids used in the process.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Prüfflüssigkeit, Entwicklerflüssigkeit und Beizmittelflüssigkeit im Verfahren umgesetzt werden.9. The method according to claim 8, characterized in that test liquid, developer liquid and mordant liquid are implemented in the process.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Bäderdaten die jeweilige Badtemperatur, der Füllstand und die Verschmutzung überwacht werden.10. The method according to claim 8, characterized in that the respective bath temperature, the fill level and the contamination are monitored as bath data.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungssignale zur Steuerung der Anlage und/oder ihrer Nachregeleinheiten, eingesetzt werden.11. The method according to claim 7, characterized in that the monitoring signals for controlling the system and / or its readjustment units are used.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungssignale/und oder die Signale der Meßwertverarbeitungseinheit auf einem Medium aufgezeichnet werden.12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the monitoring signals / and or the signals of the measured value processing unit are recorded on a medium.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar werkstückbezogene Parameter gemessen und ggf. aufgezeichnet werden.13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that workpiece-related parameters are measured and, if necessary, recorded.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß über die Überwachungssignale die Beleuchtungsintensität und/oder der Sensorempfindlichkeit der Beleuchtungsüberwachungssensoren und/oder die Prüfmittelkonzentration und -menge und/oder die Reinigungsmittelkonzentration und -menge und/oder das Reinigungsmittel und/oder die Beizmittelkonzentration und -menge und/oder Einstellungen der Bildaufnahmeeinrichtung/en, wie der geometrischen Anordnung des Focus oder der Empfindlichkeit nachgeregelt wird.14. The method according to any one of claims 7 to 12, characterized in that the monitoring signals, the lighting intensity and / or the sensor sensitivity of the lighting monitoring sensors and / or the test agent concentration and amount and / or the detergent concentration and amount and / or the detergent and / or the mordant concentration and amount and / or settings of the image recording device (s), such as the geometric arrangement of the focus or the sensitivity is readjusted.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß automatisch Prüfstücke mit Referenzfehler durchgeschleust werden und durch deren Messung die Funktionsfähigkeit der gesamten Anlage überprüft wird 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that test pieces with reference errors are automatically passed through and the functionality of the entire system is checked by their measurement
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