EP1716392A1 - Verfahren zur lokalisierung von fehlstellen und markiersystem - Google Patents

Verfahren zur lokalisierung von fehlstellen und markiersystem

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EP1716392A1
EP1716392A1 EP05707295A EP05707295A EP1716392A1 EP 1716392 A1 EP1716392 A1 EP 1716392A1 EP 05707295 A EP05707295 A EP 05707295A EP 05707295 A EP05707295 A EP 05707295A EP 1716392 A1 EP1716392 A1 EP 1716392A1
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EP
European Patent Office
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marking
movement
data
determined
optical recording
Prior art date
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Application number
EP05707295A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Enis Ersü
Stephan Wienand
Horst Knoche
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Isra Vision AG
Original Assignee
Isra Vision Systems AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Isra Vision Systems AG filed Critical Isra Vision Systems AG
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Ceased legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a method for localizing defects on a three-dimensional object, in particular on its surface, the defects being found and located using an optical recording device, and a corresponding marking system.
  • the invention is suitable, for example, for the detection of paint defects.
  • Inspection systems of this type are already known, for example, for the inspection of painted surfaces of car bodies.
  • the object of the present invention is to propose a possibility of localizing a defect identified on a three-dimensional object with high accuracy and possibly marking it.
  • this object is essentially achieved in that the construction data of the object, the optical imaging properties of the recording device and the position of the optical recording device and the object during image recording are known and the location of the error on the object is determined therefrom ,
  • the fault location of a recognized fault is determined independently of the object in the three-dimensional space of the inspection system.
  • the error must either be marked immediately or the movement of the object must be precisely traced in order to be able to locate and mark the error later. Since it is in the transportation of three-dimensional objects Unexpected and unregistered shifts can always occur, this method is only imprecise.
  • the invention provides for the location of the fault to be determined directly on the object relative to its coordinates or to defined reference points on the object. This is possible because, in addition to the optical imaging properties of the recording device, the position of the optical recording device and the object during image recording, the construction data of the object are also known in electronic form, so that the defect on the three-dimensional object is clearly a predetermined position on the Object can be assigned. As a result, the fault locations once identified can also be reliably found again if the spatial assignment of the object to the inspection system is lost. In this case, only the position of the object has to be measured again.
  • the fault location is preferably determined in the coordinate system of the object, which is in particular the coordinate system of the construction data, for example the CAD data and / or data determined by sensors.
  • the error is precisely defined relative to the object, so that it is not necessary to exactly understand the movement of the object in space in order to be able to localize the error later, mark it if necessary and / or fix it automatically.
  • the construction data can already be known, for example, as CAD data from the construction of the object. According to the invention, however, it is also possible to generate the relevant design data from sensor data, for example by recording and evaluating images, scanning or the like.
  • the necessary construction data of the object can be learned automatically, so that they do not have to be specified separately or have to be known in advance.
  • the data is then saved automatically.
  • the determination of the design data from sensor data can also already be used improve the accuracy of existing design data or refine their resolution.
  • a preferred further development of the method according to the invention provides that the fault location is transmitted to a marking device which marks the fault location on the object. If the evaluation device of the recording device not only recognizes the error, but also classifies it, it is possible to apply a different marking depending on the type of error, so that the error type can be identified on the basis of the marking. This is particularly advantageous for simple and quick reworking of the defects to correct the errors.
  • the markings cannot be placed exactly on the defect, but next to the defect, in order not to hide it. The direction and the extent of the displacement preferably depend on the position of the error on the object.
  • the approach path for the marking device is automatically determined from the construction data of the object, the position data of the object and / or previously defined permissible movement ranges of the marking device.
  • the marking device can in particular be attached to a movement device on which the marking device can easily be moved in space in various degrees of freedom.
  • the movement device can be, for example, a robot, a manipulator, a handling device or a multi-axis movement unit with defined movement axes.
  • the fault locations can also be shown on a display, in particular a printout or a screen. This serves to document the defects and provides a simple overview of all errors. If the recording device has determined an error type, this can also be specified.
  • the optical recording device can be calibrated three-dimensionally and the position of the object can be precisely determined by comparing construction data and recorded images. With this type of fine positioning, it is possible to establish a very precise assignment of the defects found in the recorded images to the construction data of the three-dimensional object.
  • the marking device or a marking system can also have an optical recording device in order to fine-position the object relative to the marking device in the same way. This can be particularly important when it is necessary to mark the errors with high precision or to control them very precisely for other reasons.
  • the object, the recording device and possibly one or more movement devices can be calibrated three-dimensionally with respect to one another, so that their positions in a coordinate system are known relative to one another.
  • the present invention further relates to a marking system for defects found during an inspection on an object, which is particularly suitable for carrying out the method described above.
  • the marking system has a marking head and a movement device, wherein the movement device positions the marking head on the object based on the construction data of the object and on transmitted position data of the fault locations on the object. In this way, an exact assignment of the fault locations relative to the three-dimensional object is possible.
  • the marking system can be combined particularly advantageously with an inspection system are determined, which determines the fault location of a known defect on the object, for example in the coordinate system of the construction data of the object or relative to certain reference points on the object.
  • a plurality of marking heads can be provided, which can be positioned and / or activated independently of one another. This subdivision of the marking system into several subsystems ensures that the fault locations on the three-dimensional object can be marked particularly quickly, since the subsystems can in particular work in parallel with one another.
  • a large number of marking heads can be provided and, in particular, can be fixedly distributed over a possible area of the object to be marked, the movement device, for example, only specifying the distance of a marking head to be activated from the object.
  • Such an arrangement can extend, for example, over the entire width and / or height of the object to be marked, the marking heads being arranged in such a way that they cover the entire object or the areas possibly to be marked thereon.
  • it In the case of an object which is moved transversely to the arrangement of the marking heads, it is then only necessary to wait for the correct time before the suitable marking head is activated. For this purpose, it can be moved from a direction of movement into an optimal distance from the surface to be marked in order to carry out the marking.
  • all marking heads can also be arranged in a fixed manner and the distance between all marking heads can be adjusted using the movement device. Depending on the design data of the object, this can also be done manually if no changes in the spacing of the marking heads need to be carried out for objects of the same type. Then the corresponding marking head only has to be activated if the object moved relative to the marking head is in the correct position.
  • the above Marking system uses the principle of a matrix printer.
  • the movement device can also have a certain freedom of movement in the direction of movement of the object.
  • a control device for controlling the movement device of the marking heads can, on the basis of the design data, automatically assign the fault location to a marking head which is intended to apply the marking.
  • the system or the sequence of movements can be optimized so that all markings to be applied can be applied to the object in the shortest possible time without the subsystems interfering with one another.
  • the different subsystems of the marking system can be arranged on different sides of the three-dimensional object.
  • the system 1 shown in FIG. 1 for locating imperfections on a three-dimensional object 2, in particular its surfaces, has an inspection system 13 for locating and locating imperfections on the object 2 with the aid of an optical recording device 3, 4 and a subsequent marking system 14 with which the defects found during the inspection are marked on the three-dimensional object 2.
  • the system 1 is, for example, aimed at examining a painted surface of bodies as the object 2 to be inspected. It has a plurality of optical recording devices 3, 4 which, together with lighting devices, are combined to form a plurality of inspection units arranged in a distributed manner.
  • the stationary receiving device 3 forms a first subsystem 6 for examining the sides of the body 2 and a small or large-area receiving device 4 forms a second subsystem 7 for examining the remaining surface areas. It is entirely possible to provide additional subsystems and to adapt the size of the inspection units to the respective circumstances.
  • the subsystems 6, 7 are arranged one behind the other along a movement device 9 designed as a conveyor belt for the body 2, so that the body 2 is relatively moved relative to the stationary receiving device 3 and, for example, the small or large-area flat receiving devices 4.
  • the receiving device 4 is attached to a movement device 10 assigned to it, which has any orientation of the receiving device 4 in space.
  • the movement device 10 is designed as a manipulator, which allows the receiving device 4 to be moved in several degrees of freedom around different axes of rotation.
  • the body 2 moved on the conveyor belt 9 and the manipulator 10 with the receiving device 4 produce a relative movement between the receiving devices 3, 4 or the receiving devices 3, 4 and lighting devices combined into inspection units, and the body 2, whereby by the optical recording devices 3, 4 take pictures of the areas of the surface of the body 2 to be inspected at different times.
  • the pictures taken are analyzed in an evaluation device 11 with the aid of image evaluation algorithms.
  • a control device 12 is provided, which is set up in such a way that a receiving device 3, 4, a lighting device and the surface for everyone during the inspection inspecting area of the surface of the body 2 is at least in a defined geometric relation to one another at least for the duration of a recording.
  • the control device 12 knows, for example, from a measurement with a sensor 8, the position of the body 2 moved on the conveyor belt 9 and the receiving devices 3, 4.
  • the receiving device 4 mounted on the manipulator 10 can also be relative to the position by the control device 12.
  • the orientation of the surface of the object 2 is preferably known from the design data, for example in electrical form, in particular CAD data and / or data determined from sensor data. If this relation is fulfilled, the area to be inspected is recorded and the recording is evaluated by the evaluation device 11.
  • the location of the defect is determined from the construction data of the object 2, the optical imaging properties of the recording devices 3, 4 and the position of the optical recording devices 3, 4 and the object 2 object 2 is determined itself.
  • the fault location is determined in the coordinate system of the design data, so that the Fault location in a coordinate system is present relative to the object itself.
  • the marking device 15 has a movement device 16 designed as a manipulator, on which, for example, a marking head 17 designed as a spray head is arranged.
  • the movement device 16 and the marking head 17 are controlled via a marking control 18, which is connected to the control device 12 of the inspection system 13. Possibly. several marking devices can also be provided.
  • the position coordinates of the body 2 can also be determined for the marking system 14 with the aid of position information on the conveyor belt 9.
  • the marking control 18 receives this information from the control device 12. The same applies to the position data of the fault locations on the object 2, which were determined by the evaluation device 11. It is of course also possible to redetermine the position coordinates of the body 2 in the marking system 14, for example by measuring and / or fine positioning by means of a recording device in the marking system 14 and evaluating distinctive features of the object 2 known from the construction data.
  • the marking control 18 is based on the Construction data of object 2 automatically assigns the fault location to a marking head 17, which marks the fault.
  • error classifications made by the evaluation device 11 can be forwarded to the marking control 18, so that different types of errors are identified by different marking of the marking heads 17 on the object 2.
  • the method according to the invention and the corresponding system with inspection system 13 and marking system 14 have the particular advantage that the fault locations are determined relative to the object itself, so that the fault locations can always be easily assigned to the surface of the object 2. This is particularly advantageous for marking.

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Abstract

Es wird ein Verfahren und ein Markiersystem zum Lokalisieren von Fehlstellen auf einem dreidimensionalen Objekt (2), insbesondere einer lackierten Fahrzeugkarosse, angegeben, wobei die Fehlstellen mit einer optischen Aufnahmeeinrichtung (3, 4) aufgefunden und lokalisiert werden. Um eine Fehlstelle mit hoher Genauigkeit zu lokalisieren wird vorgeschlagen, dass die Konstruktionsdaten (CAD-Daten) des Objekts (2), die optischen Abbildungseigenschaften der Aufnahmeeinrichtung (3, 4) und des Objekts (2) bei der Bildaufnahme bekannt sind und dass daraus der Fehlerort auf dem Objekt (2) bestimmt und ggf. Mit enem Sprühkopf markiert wird.

Description

Verfahren zur Lokalisierung von Fehlstellen und Markiersystem
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lokalisieren von Fehlstellen auf einem dreidimensionalen Objekt, insbesondere auf dessen Oberfläche, wobei die Fehlstellen mit einer optischen Aufnahmeeinrichtung aufgefunden und lokalisiert werden, sowie ein entsprechendes Markiersystem. Die Erfindung eignet sich bspw. für die Erkennung von Lackfehlern.
Derartige Inspektionssysteme sind bspw. zur Inspektion von Lackoberflächen von Karossen bereits bekannt. Bei den bisher bekannten Systemen besteht jedoch die Schwierigkeit, den einmal erkannten Fehler mit ausreichender Präzision auch auf dem Objekt zu lokalisieren oder zu markieren, da in der Zuord- nung der Fehlerposition zu dem Objekt Ungenauigkeiten auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Möglichkeit vorzuschlagen, eine auf einem dreidimensionalen Objekt erkannte Fehlstelle mit hoher Genauigkeit zu lokalisieren und ggf. zu markieren.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art im Wesentlichen dadurch gelöst, dass die Konstruktionsdaten des Objektes, die optischen Abbildungseigenschaften der Aufnahmeeinrichtung und die Position der optischen Aufnahmeeinrichtung und des Objekts bei der Bildaufnahme bekannt sind und dass daraus der Fehlerort auf dem Objekt bestimmt wird. Bei bekannten Verfahren wird der Fehlerort einer erkannten Fehlstelle unabhängig von dem Objekt im dreidimensionalen Raum des Inspektionssystems bestimmt. Dabei muss der Fehler entweder sofort markiert oder die Bewegung des Objektes genau nachvollzogen werden, um den Fehler auch später noch lokalisieren und markieren zu können. Da es bei dem Transport der dreidimensionalen Objekte immer wieder zu unvorhergesehenen und nicht registrierten Verschiebungen kommen kann, ist diese Methode nur ungenau. Erfindungsgemäß ist dagegen vorgesehen, den Fehlerort direkt auf dem Objekt relativ zu dessen Koordinaten bzw. zu definierten Bezugspunkten auf dem Objekt festzulegen. Dies ist mög- lieh, da neben den optischen Abbildungseigenschaften der Aufnahmeeinrichtung, der Position der optischen Aufnahmeeinrichtung und des Objektes bei der Bildaufnahme auch die Konstruktionsdaten des Objektes in elektronischer Form bekannt sind, so dass die Fehlstelle auf dem dreidimensionalen Objekt eindeutig einer vorgegebenen Position auf dem Objekt zugeordnet werden kann. Da- durch lassen sich die einmal erkannten Fehlerorte auch dann zuverlässig wiederfinden, wenn die räumliche Zuordnung des Objekts zu dem Inspektionssystem verloren geht. In diesem Fall muss lediglich die Position des Objektes neu vermessen werden.
Dazu wird der Fehlerort vorzugsweise im Koordinatensystem des Objektes bestimmt, welches insbesondere das Koordinatensystem der Konstruktionsdaten, bspw. der CAD-Daten und/oder sensorisch ermittelten Daten, ist. In dem Koordinatensystem der Konstruktionsdaten ist der Fehler relativ zum Objekt genau festgelegt, so dass es nicht notwendig ist, die Bewegung des Objektes im Raum genau nachzuvollziehen, um den Fehler später lokalisieren, ggf. markieren und/oder automatisch beheben zu können. Die Konstruktionsdaten können bspw. als CAD-Daten von der Konstruktion des Objekts bereits bekannt sein. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, die relevanten Konstruktionsdaten aus Sensordaten, bspw. durch Aufnahme und Auswertung von Bildern, Abtas- tung oder dgl. zu erzeugen. In diesem Fall ist ein selbsttätiges Erlernen der notwendigen Konstruktionsdaten des Objektes möglich, so dass diese nicht gesondert vorgegeben werden oder im Vorhinein bekannt sein müssen. Die Abspeicherung der Daten erfolgt dann automatisch. Die Ermittlung der Konstruktionsdaten aus Sensordaten kann auch dazu verwendet werden, bereits vorhandene Konstruktionsdaten in ihrer Genauigkeit zu verbessern bzw. deren Auflösung zu verfeinern.
Eine bevorzugte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass der Fehlerort an eine Markiereinrichtung übertragen wird, welche den Fehlerort auf dem Objekt markiert. Wenn die Auswerteeinrichtung der Aufnahmeeinrichtung den Fehler nicht nur erkennt, sondern auch klassifiziert, ist es möglich, je nach Fehlertyp eine unterschiedliche Markierung aufzubringen, so dass der Fehlertyp anhand der Markierung identifiziert werden kann. Dies ist für eine einfache und schnelle Nachbearbeitung der Fehlstellen zur Behebung der Fehler besonders vorteilhaft. Außerdem können die Markierungen erfindungsgemäß nicht genau auf dem Fehler, sondern neben dem Fehler angebracht werden, um diesen nicht zu verdecken. Dabei hängt die Richtung und das Ausmaß der Verschiebung vorzugsweise von der Lage des Fehlers auf dem Objekt ab.
Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen werden, dass die Anfahrbahn für die Markiereinrichtung aus den Konstruktionsdaten des Objektes, den Positionsdaten des Objektes und/oder vorher definierten zulässigen Bewegungsbereichen der Markierungseinrichtung automatisch ermittelt wird. Dabei kann die Markier- einrichtung insbesondere an einer Bewegungseinrichtung angebracht sein, an der die Markiereinrichtung einfach in verschiedenen Freiheitsgraden im Raum bewegbar ist. Die Bewegungseinrichtung kann bspw. ein Roboter, ein Manipulator, ein Handhabungsgerät oder eine mehrachsige Verfahreinheit mit definierten Bewegungsachsen sein. Dadurch kann für die Markiereinrichtung eine automa- tische Berechnung einer kollisionsfreien Anfahrbahn zu der Markierposition aus den Konstruktions- bzw. CAD-Daten des Objektes und vorher definierten zulässigen Arbeitsbereichen der Bewegungseinrichtungen durchgeführt werden.
Zusätzlich zu der Markierung der Fehlerorte auf dem dreidimensionalen Objekt selbst können die Fehlerorte erfindungsgemäß auch auf einer Anzeige, insbe- sondere einem Ausdruck oder einem Bildschirm, angezeigt werden. Dies dient zur Dokumentation der Fehlstellen und verschafft einen einfachen Überblick über sämtliche Fehler. Dabei kann, sofern die Aufnahmeeinrichtung einen Fehlertyp ermittelt hat, auch dieser mit angegeben werden.
Um die Genauigkeit bei der Lokalisierung der Fehlerorte auf dem Objekt weiter zu erhöhen, kann die optische Aufnahmeeinrichtung dreidimensional kalibriert und die Position des Objektes durch einen Vergleich von Konstruktionsdaten und aufgenommenen Bildern genau bestimmt werden. Mit dieser Art der Fein- Positionierung ist es möglich, eine sehr genaue Zuordnung der in den aufgenommenen Bildern ermittelten Fehlstellen zu den Konstruktionsdaten des dreidimensionalen Objektes herzustellen. Auch die Markiereinrichtung bzw. ein Markiersystem können über eine optische Aufnahmeeinrichtung verfügen, um das Objekt relativ zu der Markiereinrichtung auf dieselbe Weise fein zu positio- nieren. Dies kann insbesondere dann von Bedeutung sein, wenn es nötig ist, die Fehler mit hoher Präzision zu markieren oder aus anderen Gründen sehr genau anzusteuern. Insbesondere können Objekt, Aufnahmeeinrichtung sowie ggf. eine oder mehrere Bewegungseinrichtungen dreidimensional aufeinander kalibriert werden, so dass ihre Positionen in einem Koordinatensystem relativ zuein- ander bekannt sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Markiersystem für bei einer Inspektion festgestellte Fehler auf einem Objekt, das sich insbesondere zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens eignet. Das Markiersystem weist einen Markierkopf und eine Bewegungseinrichtung auf, wobei die Bewegungseinrichtung den Markierkopf aufgrund von Konstruktionsdaten des Objektes und von übermittelten Positionsdaten der Fehlerorte auf dem Objekt an die Fehlerorte positioniert. Dadurch ist in jedem Fall eine genaue Zuordnung der Fehlerorte relativ zu dem dreidimensionalen Objekt möglich. Das Markiersystem kann erfindungsgemäß besonders vorteilhaft mit einem Inspektionssystem kombiniert werden, welches den Fehlerort einer bekannten Fehlstelle auf dem Objekt bestimmt, bspw. im Koordinatensystem der Konstruktionsdaten des Objekts oder relativ zu bestimmten Bezugspunkten auf dem Objekt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Markiersystems können mehrere Markierköpfe vorgesehen sein, die unabhängig voneinander positionierbar und/oder aktivierbar sind. Durch diese Unterteilung des Markiersystems in mehrere Teilsysteme wird erreicht, dass die Fehlerorte auf dem dreidimensionalen Objekt besonders schnell markiert werden können, da die Teilsysteme insbesondere parallel zueinander arbeiten können.
In Weiterführung dieses Erfindungsgedankens kann eine Vielzahl von Markierköpfen vorgesehen und über einen möglichen zu markierenden Bereich des Objektes verteilt insbesondere fest angeordnet sein, wobei die Bewegungsein- richtung bspw. nur den Abstand eines zu aktivierenden Markierkopfes zu dem Objekt vorgibt. Eine solche Anordnung kann sich bspw. über die gesamte Breite und/oder Höhe des zu markierenden Objekts erstrecken, wobei die Markierköpfe derart angeordnet sind, dass sie das gesamte Objekt oder die darauf möglicherweise zu markierenden Bereiche abdecken. Bei einem quer zu der Anord- nung der Markierköpfe bewegten Objekt muss dann nur der richtige Zeitpunkt abgewartet werden, bis der geeignete Markierkopf aktiviert wird. Dazu kann er von einer Bewegungsrichtung in einen optimalen Abstand zu der zu markierenden Oberfläche bewegt werden, um die Markierung durchzuführen. Insbesondere bei planen Oberflächen können auch alle Markierköpfe fest angeordnet und der Abstand aller Markierköpfe mit der Bewegungseinrichtung eingestellt werden. Dies kann in Abhängigkeit von den Konstruktionsdaten des Objekte auch einmal manuell erfolgen, wenn für Objekte der derselben Art keine Änderungen des Abstands der Markierköpfe durchgeführt werden müssen. Dann muss der entsprechende Markierkopf nur aktiviert werden, wenn das relativ zu dem Mar- kierkopf bewegte Objekt an der richtigen Position ist. Das vorbeschriebene Markiersystem wendet das Prinzip eines Matrixdruckers an. Um zusätzlich eine Korrektur der Position des Markierkopfes in Bewegungsrichtung des Objekts zuzulassen, kann die Bewegungseinrichtung ferner einen gewissen Bewegungsspielraum in Bewegungsrichtung des Objekts aufweisen.
Dazu kann eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Bewegungseinrichtung der Markierköpfe aufgrund der Konstruktionsdaten eine automatische Zuordnung des Fehlerortes zu einem Markierkopf vornehmen, der die Markierung aufbringen soll. Dabei kann das System bzw. der Bewegungsablauf so optimiert wer- den, dass sämtliche anzubringende Markierungen in möglichst kurzer Zeit auf das Objekt aufgebracht werden können, ohne dass sich die Teilsysteme gegenseitig behindern. Um die Gefahr einer Behinderung der Teilsysteme untereinander zu minimieren, können die verschiedenen Teilsysteme des Markiersystems auf verschiedenen Seiten des dreidimensionalen Objekts angeordnet sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale Teil der vorliegenden Erfindung, unab- hängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes System zum Lokalisieren von Fehlstellen auf einem dreidimensionalen Objekt. Das in Fig. 1 dargestellte System 1 zum Lokalisieren von Fehlstellen auf einem dreidimensionalen Objekt 2, insbesondere dessen Oberflächen, weist ein Inspektionssystem 13 zum Auffinden und Lokalisieren von Fehlstellen auf dem Objekt 2 mit Hilfe einer optischen Aufnahmeeinrichtung 3, 4 und ein anschließendes Markiersystem 14 auf, mit dem die bei der Inspektion festgestellten Fehler auf dem dreidimensionalen Objekt 2 markiert werden. Das System 1 ist bspw. auf die Untersuchung einer lackierten Oberfläche von Karossen als zu inspizierendem Objekt 2 ausgerichtet. Es weist mehrere optische Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 auf, die zusammen mit Beleuchtungseinrich- tungen zu mehreren, verteilt angeordneten Inspektionseinheiten zusammenge- fasst sind. Dabei bildet die stationäre Aufnahmeeinrichtung 3 ein erstes Teilsystem 6 zur Untersuchung der Seiten der Karosse 2 und eine klein- oder großflächige Aufnahmeeinrichtung 4 ein zweites Teilsystem 7 zur Untersuchung der übrigen Flächenbereiche. Es ist durchaus möglich, weitere Teilsysteme vorzu- sehen und die Größe der Inspektionseinheiten an die jeweiligen Gegebenheiten anzupassen. Die Teilsysteme 6, 7 sind hintereinander entlang einer als Förderband ausgebildeten Bewegungseinrichtung 9 für die Karosse 2 angeordnet, so dass die Karosse 2 gegenüber der stationären Aufnahmeeinrichtung 3 und der bspw. klein- oder großflächigen flächigen Aufnahmeeinrichtungen 4 relativ be- wegt wird.
Zusätzlich ist die Aufnahmeeinrichtung 4 an einer ihr zugeordneten Bewegungseinrichtung 10 angebracht, die eine beliebige Orientierung der Aufnahmeeinrichtung 4 im Raum. Die Bewegungseinrichtung 10 ist als Manipulator aus- gebildet, der eine Bewegung der Aufnahmeeinrichtung 4 in mehreren Freiheitsgraden um verschiedene Drehachsen erlaubt.
Durch die auf dem Förderband 9 bewegte Karosse 2 und durch den Manipulator 10 mit der Aufnahmeeinrichtung 4 wird eine Relativbewegung zwischen den Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 bzw. den zu Inspektionseinheiten zusammenge- fassten Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 und Beleuchtungseinrichtungen, und der Karosse 2 erzeugt, wobei durch die optischen Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 zu verschiedenen Zeitpunkten Bilder von den zu inspizierenden Bereichen der Oberfläche der Karosse 2 aufgenommen werden. Die aufgenommenen Bilder werden in einer Auswerteeinrichtung 11 mit Hilfe von Bildauswertungsalgorithmen analysiert.
Zur Koordinierung der Relativbewegung zwischen dem dreidimensionalen Ob- jekt 2 und den Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 und Beleuchtungseinrichtungen der Inspektionseinheiten ist eine Steuereinrichtung 12 vorgesehen, welche derart eingerichtet ist, dass eine Aufnahmeeinrichtung 3, 4, eine Beleuchtungseinrichtung und die Oberfläche während der Inspektion für jeden zu inspizierenden Bereich der Oberfläche des Körpers 2 zumindest für die Zeitdauer einer Auf- nähme in mindestens einer definierten geometrischen Relation zueinander steht. Dazu kennt die Steuereinrichtung 12 bspw. durch eine Messung mit einem Sensor 8 die Position des auf dem Förderband 9 bewegten Körpers 2 und der Aufnahmeeinrichtungen 3, 4. Die an dem Manipulator 10 montierte Aufnahmeeinrichtung 4 kann auch durch die Steuereinrichtung 12 relativ zu der Positi- on des Körpers 2 in eine vorgegebene Position gebracht werden, in der die definierte geometrische Relation zwischen der Oberfläche des Körpers 2 und der optischen Aufnahmeeinrichtung 4 und der Beleuchtungseinrichtung der Inspektionseinheit erfüllt ist. Die Ausrichtung der Oberfläche des Objektes 2 ist dabei vorzugsweise aus den bspw. in elektrischer Form vorliegenden Konstruk- tionsdaten, insbesondere CAD-Daten und/oder aus Sensordaten ermittelten Daten, bekannt. Wenn diese Relation erfüllt ist, wird eine Aufnahme des zu inspizierenden Bereiches gemacht und die Aufnahme durch die Auswerteeinrichtung 11 ausgewertet.
Wenn bei der Bildauswertung eine Fehlstelle auf der Oberfläche des Objektes 2 festgestellt wird, wird aus den Konstruktionsdaten des Objektes 2, den optischen Abbildungseigenschaften der Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 und der Position der optischen Aufnahmeeinrichtungen 3, 4 und des Objektes 2 bei der Bildaufnahme der Fehlerort auf dem Objekt 2 selbst bestimmt wird. Dabei wird der Fehlerort im Koordinatensystem der Konstruktionsdaten bestimmt, so dass der Fehlerort in einem Koordinatensystem relativ zu dem Objekt selbst vorliegt. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass der Fehlerort für nachfolgende Systeme, bspw. ein Markiersystem, relativ zu Merkmalen des Objektes 2 bekannt ist, so dass der Fehlerort auf dem Objekt 2 immer wieder sehr genau festgestellt wer- den kann.
Daher ist es einfach möglich, mit einem hinter dem Inspektionssystem 13 angeordneten Markiersystem 14 die während der Inspektion festgestellten Fehler mit einer Markiereinrichtung 15 zu kennzeichnen. Dazu weist die Markiereinrichtung 15 eine als Manipulator ausgebildete Bewegungseinrichtung 16 auf, an der bspw. ein als Sprühkopf ausgebildeter Markierkopf 17 angeordnet ist. Die Bewegungseinrichtung 16 und der Markierkopf 17 werden über eine Markierungssteuerung 18 angesteuert, die mit der Steuereinrichtung 12 des Inspektionssystems 13 in Verbindung steht. Ggf. können auch mehrere Markiereinrichtungen vorgesehen werden.
Da die Karosse 2 über das Förderband 9 von dem Inspektionssystem 13 zu dem Markiersystem 14 transportiert worden ist, lassen sich die Positionskoordinaten der Karosse 2 mit Hilfe von Positionsangaben des Förderbandes 9 auch für das Markiersystem 14 bestimmen. Diese Angaben erhält die Markierungssteuerung 18 von der Steuereinrichtung 12. Gleiches gilt für die Positionsdaten der Fehlerorte auf dem Objekt 2, die durch die Auswerteeinrichtung 11 festgestellt wurden. Es ist natürlich auch möglich, die Positionskoordinaten der Karosse 2 in dem Markiersystem 14 neu zu bestimmen, bspw. durch eine Vermessung und/oder eine Feinpositionierung mittels einer Aufnahmeeinrichtung in dem Markiersystem 14 und eine Auswertung markanter, aus den Konstruktionsdaten bekannter Merkmale des Objekts 2.
Bei mehreren, insbesondere unabhängig voneinander positionierbaren Markier- köpfen 17 ist vorgesehen, dass die Markierungssteuerung 18 aufgrund der Konstruktionsdaten des Objektes 2 eine automatische Zuordnung des Fehlerortes zu einem Markierkopf 17 vornimmt, der den Fehler markiert.
Außerdem können von der Auswerteeinrichtung 11 vorgenommene Fehler- klassifizierungen an die Markierungssteuerung 18 weitergeleitet werden, so dass unterschiedliche Typen von Fehlern durch unterschiedliche Markierungen der Markierköpfe 17 auf dem Objekt 2 gekennzeichnet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und das entsprechende System mit Inspekti- onssystem 13 und Markiersystem 14 haben den besonderen Vorteil, dass die Fehlerorte relativ zu dem Objekt selbst ermittelt werden, so dass eine Zuordnung der Fehlerorte zu der Oberfläche des Objektes 2 immer einfach möglich ist. Dies ist insbesondere für eine Markierung vorteilhaft.
Bezugszeichenliste:
1 System
2 dreidimensionales Objekt, Karosse
3, 4 optische Aufnahmeeinrichtung
6, 7 Teilsysteme
8 Sensor 9 Bewegungseinrichtung, Förderband
10 Bewegungseinrichtung, Manipulator
11 Auswerteeinrichtung
12 Steuereinrichtung
13 I nspektionssystem 14 Markiersystem
15 Markiereinrichtungen
16 Bewegungseinrichtung, Manipulator
17 Markierkopf
18 Markierungssteuerung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Lokalisieren von Fehlstellen auf einem dreidimensionalen Objekt (2), insbesondere dessen Oberfläche, wobei die Fehlstellen mit einer optischen Aufnahmeeinrichtung (3, 4) aufgefunden und lokalisiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstruktionsdaten des Objekts (2), die optischen Abbildungseigenschaften der Aufnahmeeinrichtung (3, 4) und die Position der optischen Aufnahmeeinrichtung (3, 4) und des Objekts (2) bei der Bildaufnahme bekannt sind und dass daraus der Fehlerort auf dem Objekt (2) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Fehler- ort im Koordinatensystem des Objekts (2), insbesondere im Koordinatensystem der Konstruktionsdaten, bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehlerort an eine Markiereinrichtung (15) übertragen wird, welche diesen auf dem Objekt (2) markiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Markiereinrichtung (15) mittels einer Bewegungseinrichtung (16) über das Objekt (2) zu den Fehlerorten bewegbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfahrbahn für die Markiereinrichtung (15) aus den Konstruktionsdaten des Objekts (2), aus Positionsdaten und/oder vorher definierten zulässigen Bewegungsbereichen der Markiereinrichtung (15) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerorte auf einer Anzeige, insbesondere einem Ausdruck oder einem Bildschirm, angezeigt werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinrichtung (3, 4) dreidimensional kalibriert ist und dass die Position des Objekts (2) durch einen Vergleich von Konstruktionsdaten und aufgenommenen Bildern genau bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Aufnahmeeinrichtung (3, 4), das Objekt (2) und/oder eine oder alle Bewegungseinrichtungen (9, 10, 16) dreidimensional aufeinander kalibriert sind.
9. Markiersystem für bei einer Inspektion festgestellte Fehler auf einem Objekt, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Markierkopf (17) und einer Bewegungseinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungseinrichtung (16) den Markierkopf (17) aufgrund von Konstruktionsdaten des Objekts (2) und von übermit- telten Positionsdaten der Fehlerorte auf dem Objekt (2) an die Fehlerorte positioniert.
10. Markiersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Markierköpfe (17) vorgesehen sind, die unabhängig voneinander positionier- bar und/oder aktivierbar sind.
11. Markiersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Markierköpfen (17) vorgesehen und über einen möglichen zu markierenden Bereich des Objektes verteilt angeordnet ist, wobei die Bewegungs- einrichtung (16) den Abstand eines zu aktivierenden Markierkopfes (17) zu dem Objekt (2) vorgibt.
12. Markiersystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Markierungssteuerung (18) zur Steuerung der Bewegungseinrichtungen (16) für die Markierköpfe (17) aufgrund der Konstruktionsdaten eine automatische Zuordnung eines Fehlerorts zu einem Markierkopf (17) vornimmt.
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