EP3899505A1 - System zur inspektion von materialbändern und verfahren zum betrieb des systems - Google Patents

System zur inspektion von materialbändern und verfahren zum betrieb des systems

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Publication number
EP3899505A1
EP3899505A1 EP19820695.5A EP19820695A EP3899505A1 EP 3899505 A1 EP3899505 A1 EP 3899505A1 EP 19820695 A EP19820695 A EP 19820695A EP 3899505 A1 EP3899505 A1 EP 3899505A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
defects
visualization device
database
material strip
visualization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19820695.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Overlöper
Kersten FRIESE
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.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3899505A1 publication Critical patent/EP3899505A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F
    • B21C51/005—Marking devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B38/00—Methods or devices for measuring, detecting or monitoring specially adapted for metal-rolling mills, e.g. position detection, inspection of the product
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan 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
    • G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
    • G01N2021/888—Marking defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • G01N2021/8918—Metal

Definitions

  • the present invention is based on systems for inspecting material strips, in particular special metal strips, for example steel strips.
  • the inspection systems usually have a control panel and screens on which the information determined by the surface inspection system is displayed.
  • the inspection by the quality engineer also requires a constant turning away from the tape to the monitors, which leads to distractions and reduced attention.
  • the invention has for its technical object to provide a system for inspecting material strips and a method for operating the system for inspecting material strips, which do not have the disadvantages of the prior art, but by a targeted, precise approach to the detected Missing time in the inspection save by the quality engineer and support the quality engineer in his assessment so that his full attention is devoted to the surface of the material band.
  • a system comprising a material strip, a surface inspection system, a marking unit, a reading device, a database and a visualization device, the marking unit being configured to position markers, for example barcodes etc., for marking a position on the material strip to apply the material strip, the surface inspection system being configured to detect defects in the material strip and their position, the database being configured to store and reproduce data relating to defects and their position detected by the surface inspection system, the reading device being read out the position marker is configured, the visualization device being configured to assign position markers read by the reading device to data on defects from the database, the visualization device being configured to identify defects to mark an optical overlay, especially within the assigned position or position.
  • the marking unit being configured to position markers, for example barcodes etc., for marking a position on the material strip to apply the material strip
  • the surface inspection system being configured to detect defects in the material strip and their position
  • the database being configured to store and reproduce data relating to defects and their position detected by the surface inspection system
  • the reading device being read out the position marker is configured
  • the system according to the invention makes it possible, by using the position markers, to assign information about defects to the correct positions on the material strip stored in the database. A time-consuming search for the fault over many meters is no longer necessary. Furthermore, the marking of the imperfections by means of optical superimposition is a great relief for the quality engineer, since his eyes no longer have to constantly switch between the surface of the material strip and a screen.
  • An optical superimposition in the sense of the present invention is an overlay in an image of the material band, either by an optical projection directly onto the material band, the material band serving as a projection surface for projecting the marking, by imaging the marking on an intermediate level between the strip of material and the eye of the viewer of the optical overlay, preferably the quality engineer, or by generating a virtual image.
  • the material band is a metal band, preferably a steel band.
  • the marking unit can be, for example, a printer, a laser and / or a quality tracking unit. If a printer is used in particular, it can be used for printing directly on the material tape. It is also conceivable that the printer cker is configured to print on labels and stick them on the material tape as position markers. Finally, it is conceivable that the printer prints the position markers with a dye on the material band or applies the position markers with a laser to the material band by means of laser serablation.
  • the quality tracking unit is configured, for example, to apply a position (location reference) on the material strip in the form of a barcode.
  • the database is computer-implemented. It is also conceivable that the reading device comprises a camera for reading out the position markers. It is also conceivable that the visualization device is either stationary or is designed as a mobile device. If the visualization device is designed as a mobile device, it is conceivable that the visualization device can be configured as a function of the user.
  • the visualization device is configured to display additional data on the defects from the database by optical superimposition. This enables the attention of the quality engineer to be increased and less distraction due to the additional local bundling of the information available. It is conceivable, for example, that the additional data have measurement data and / or measurement data collected by the surface inspection system from at least one further database or from at least one other (third-party) system. However, it is also conceivable that the additional data have information regarding the position of the fault.
  • the reading device is integrated in the visualization device. This enables an advantageous direct link between the visualization device and the reading device. Local inaccuracies in the marking of the defects, which could arise due to relative displacements of the visualization device and the reading device, are largely avoided in this way. But it is also conceivable that the reading device is locally separated from the visualization device and is arranged, for example, directly above the material band. This enables a precise setting of the reading device for reading out the position markers.
  • the visualization device has augmented reality glasses. Augmented Reality is a computer-assisted extension of the perception of reality.
  • the design of the visualization device with augmented reality glasses enables largely fatigue-free work for the quality engineer. Markings of imperfections can be faded in by the augmented reality glasses directly at the appropriate position in the field of vision of the quality engineer. It is conceivable that the visualization device is configured in such a way that the optical overlay is personalized. It would be conceivable, for example, that the language in which text represented by optical overlay is output is adjustable.
  • the visualization device has a projection unit, in particular a video projector and / or a laser marking. This enables the marking of defects by optical superimposition by a projection directly onto the material strip, where, for example, augmented reality glasses can advantageously be dispensed with by wearing.
  • the system has a winding device which is configured to move the material strip past the visualization device along its main direction of extension. This advantageously makes it possible to approach a recognized fault. It is conceivable that the winding device is configured to move areas of the material strip past the visualization device at high speed without defects and to move and / or stop the defects at the speed at low speed.
  • the position markers have machine-readable code, the position markers preferably being quality tracking barcodes or other barcodes or 2D markings. This enables easy, clear and secure marking of positions on the material tape.
  • the marking unit is configured to regularly position the position markers Spacing on the material tape.
  • Distances in the sense of the preferred embodiment of the present invention are distances in the direction of the main direction of extent of the material strip. It is conceivable that the distances are in the range from 10 cm to 200 cm, preferably in the range from 50 cm to 100 cm.
  • the system has a recognition device for recognizing gestures, the recognition device being configured to control the visualization device on the basis of the gestures it knows and / or wherein the recognition device is configured to Control the winding device based on the recognized gestures.
  • a recognition device for recognizing gestures the recognition device being configured to control the visualization device on the basis of the gestures it knows and / or wherein the recognition device is configured to Control the winding device based on the recognized gestures.
  • Another object of the present invention to solve the task at the outset is a method for operating a system according to the invention.
  • the method according to the invention makes it possible, by using the position markers, to assign information stored in the database on defects to the correct positions on the material strip and to enable the quality engineer to significantly facilitate his work by the optical overlay.
  • the marking unit can be, for example, a printer, a laser and / or a quality tracking unit. If a printer is used in particular, the printer can print directly on the material tape. It is also conceivable that the printer prints labels and sticks them on the material tape as position markers. It is also conceivable that the printer prints the position markers with a dye on the material strip or applies the position markers with a laser to the material strip by means of laser ablation. Finally, it is conceivable that the quality tracking unit is configured to apply a position (location reference) on the material strip in the form of a barcode.
  • position markers for marking a position on the material strip are applied to the material strip by the marking unit, where defects of the material strip and their position are recognized by the surface inspection system, data from the database relating to defects recognized by the surface inspection system and their position are stored, the position markers being read out by the reading device, position marks read out by the visualization device from the reading device being assigned data on defects from the database and the defects being marked accordingly, the defects being marked by the visualization device by optical superimposition .
  • the visualization device uses optical superimposition to display additional data on the defects from the database. In an advantageous manner, this further facilitates the work of the quality engineer through the further concentration of information
  • the material strip is moved past the visualization device along its main direction of extension by the winding device. This advantageously makes it possible to approach a recognized fault. It is conceivable that areas of the material strip are moved past the visualization device at high speed without defects and the defects are moved past and / or stopped at the speed at the visualization device.
  • the visualization device is controlled using gestures recognized by the recognition device and / or wherein the winding device is controlled using gestures recognized by the recognition device.
  • gestures recognized by the recognition device and / or wherein the winding device is controlled using gestures recognized by the recognition device.
  • the control of the visualization device and / or the winding device by means of gestures is very intuitive.
  • the Spulvor direction is controlled by swiping gestures.
  • data displayed by the visualization device can be shown or hidden and / or reduced or enlarged by gesture control.
  • the detection device includes, for example, a camera. All of the above statements under “disclosure of the invention” apply equally to the system according to the invention and the method according to the invention.
  • FIGS 1 (a), (b) schematically show a system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIGS 2 (a), (b) schematically show a system according to another exemplary
  • FIG. 3 schematically shows part of the method according to an example
  • Figure 1 a system is shown schematically according to an exemplary embodiment of the prior invention.
  • Figure 1 (a) shows how the material strip 1, in the embodiment shown, preferably a steel strip, is fed to the marking unit 3, for example a printer, which position markers (not shown, see FIG. 3) in particular at regular intervals on the surface of the Material tape 1 applies or prints.
  • the material strip 1 is then examined by the surface inspection system 4 for defects (not shown, see FIG. 3).
  • the surface inspection system 4 determines the position of the detected defects with the reading device, which can be integrated in the embodiment shown in the surface inspection system 4 and reads the position marker 5.
  • the data relating to the defects, in particular the position of the defects, collected by the surface inspection system 4 are stored in the database 12. chert.
  • the application of the position markers can only be carried out after the material strip 1 has been examined for defects by the surface inspection system 4.
  • Figure 1 (b) shows the material tape 1 during inspection by a quality engineer (not shown).
  • the material strip 1 is moved by the winding device 11 to the Visualticiansvorrich device 2 along the main direction of extension of the material strip 1.
  • the reading device 9 integrated in the visualization device 2 recognizes the position markers which have been applied or printed on.
  • the visualization device 2 has augmented reality glasses.
  • the quality engineer uses this to view the material strip 1.
  • the augmented reality glasses show the quality engineer markings (see FIG. 3) of the defects and additional information about the defects.
  • the visualization device 2 uses the information relating to the position on the material strip 1, which was determined by the reading device 9 by reading out the position markers. Alternatively, the information can also be read out via the AR glasses.
  • the quality engineer controls the winding device 11 and the visualization device 2 with gestures. These gestures are recorded by the recognition device 10, recognized and translated into corresponding control commands for the winding device 11 and the visualization device 2. Alternatively, this detection can also take place with the help of AR glasses.
  • FIG. 2 schematically shows a system according to a further exemplary embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (a) shows how the material strip 1, in the embodiment shown, preferably a steel strip, is fed to the marking unit 3, for example a printer, and is inspected for defects by the surface inspection system 4.
  • the surface inspection system 4 determines the position of the detected defects as shown in FIG. 1 (a) with the reading device, which can also be integrated in the surface inspection system 4 and reads the position markers 5.
  • the data relating to the defects, in particular the position of the defects, collected by the surface inspection system 4 are stored in a database (not shown).
  • Figure 2 (b) shows the material tape 1 during inspection by a quality engineer (not shown).
  • the material strip 1 is from the winding device (not shown) on the visualization tion device 2 moves past along the main direction of extent of the material strip 1.
  • the reading device 9 recognizes the applied or printed position markers.
  • the visualization device 2 has a projection unit, for example a video projector.
  • the video projector uses the data collected by the surface inspection system 4 and stored in the database, the video projector, for example, projects markings (see FIG. 3) of the defects and additional information on the defects directly onto the material strip 1.
  • the visualization device 2 uses the information relating to the position on the material strip 1, which was determined by the reading device 9 by reading out the position markers.
  • FIG. 3 schematically shows a part of the method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the position markers 5 can be seen, which are preferably in the form of barcodes, in particular at regular intervals along the
  • the position markers 5 contain information regarding their position on the material strip 1. Furthermore, the defect 6 can be seen.
  • the visualization device (not shown) shows the marker 7 in order to make it easier for the quality engineer to find the fault. In addition to the marker 7, the visualization device displays additional data 8 relating to the fault, which are useful for the quality engineer when assessing the fault.

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Abstract

Es wird ein System aufweisend ein Materialband (1), ein Oberflächeninspektionssystem (4), eine Markierungseinheit (3), eine Lesevorrichtung (9), eine Datenbank (12) und eine Visualisierungsvorrichtung (2) vorgeschlagen, wobei die Markierungseinheit (3) dazu konfiguriert ist, Positionsmarker (5) zum Markieren einer Position auf dem Materialband (1) auf das Materialband (1) aufzubringen, wobei das Oberflächeninspektionssystem (4) dazu konfiguriert ist, Fehlstellen (6) des Materialbandes (1) und deren Position zu erkennen, wobei die Datenbank (12) dazu konfiguriert ist, Daten zu von dem Oberflächeninspektionssystem (4) erkannten Fehlstellen (6) und deren Position zu speichern und wiederzugeben, wobei die Lesevorrichtung (9) zum Auslesen der Positionsmarker (5) konfiguriert ist, wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) dazu konfiguriert ist, von der Lesevorrichtung (9) ausgelesenen Positionsmarkern (5) Daten zu Fehlstellen (6) aus der Datenbank (12) zuzuordnen, wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) dazu konfiguriert ist, Fehlstellen (6) durch optische Überlagerung zu markieren. Weiterhin wird ein Verfahren zum Betrieb der Systems vorgeschlagen.

Description

System zur Inspektion von Materialbändern und Verfahren zum Betrieb des Systems
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von Systemen zur Inspektion von Materialbändern, insbe sondere von Metallbändern, beispielsweise von Stahlbändern.
Bei der Produktion von Bandprodukten sind lokale Materialfehler, also Fehlstellen, nicht aus zuschließen. Um zu vermeiden, dass mit Fehlstellen behaftete Materialbänder die Produktion verlassen und zum Kunden gelangen, müssen die Bänder aufwendig inspiziert werden. Dies geschieht in der Regel teilweise automatisiert mit Oberflächeninspektionssystemen, welche Fehlstellen im Band erkennen und Informationen über die Fehlstellen sowie mit den Fehlstel len zugeordneten Positionsangaben in einer Datenbank ablegen. Ein Qualitätsingenieur über prüft anschließend die von dem Oberflächeninspektionssystem erkannten Fehlstellen und ent scheidet, ob die Fehlstellen saniert werden müssen, oder ob das Oberflächeninspektionssys tem eine fehlerfreie Stelle fälschlicherweise als Fehlstelle erkannt hat. Dazu wird das Material band in einer Inspektionsanlage abgerollt und vom Qualitätsingenieur begutachtet.
Die Genauigkeiten der aus dem Stand der Technik bekannten Oberflächeninspektionssyste hängen von vielen Faktoren, wobei dadurch insbesondere bei nachgelagerten Inspektionsan lagen beispielsweise messtechnisch bedingte Abweichungen insbesondere in der Position von +/- 30 m auftreten können
Die Inspektionsanlagen weisen gewöhnlich ein Bedienpult und Bildschirme auf, auf denen die von dem Oberflächeninspektionssystem ermittelten Informationen abgebildet werden. Die In spektion durch den Qualitätsingenieur erfordert also neben der visuellen Begutachtung der Oberfläche des Bandes ein ständiges Abwenden des Blickes vom Band zu den Monitoren, was zu Ablenkungen und verminderter Aufmerksamkeit führt.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, ein System zur Inspektion von Material bändern und ein Verfahren zum Betrieb des Systems zur Inspektion von Materialbändern zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen, sondern durch ein zielgerichtetes, ortsgenaues Anfahren der erkannten Fehlstellen Zeit bei der Inspek- tion durch den Qualitätsingenieur sparen und den Qualitätsingenieur bei seiner Begutachtung so unterstützen, dass seine volle Aufmerksamkeit der Oberfläche des Materialbandes gewid met ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System aufweisend ein Materialband, ein Oberflächenin spektionssystem, eine Markierungseinheit, eine Lesevorrichtung, eine Datenbank und eine Vi sualisierungsvorrichtung, wobei die Markierungseinheit dazu konfiguriert ist, Positionsmarker, beispielsweise Barcodes etc., zum Markieren einer Position auf dem Materialband auf das Ma terialband aufzubringen, wobei das Oberflächeninspektionssystem dazu konfiguriert ist, Fehl stellen des Materialbandes und deren Position zu erkennen, wobei die Datenbank dazu konfi guriert ist, Daten zu von dem Oberflächeninspektionssystem erkannten Fehlstellen und deren Position zu speichern und wiederzugeben, wobei die Lesevorrichtung zum Auslesen der Positi onsmarker konfiguriert ist, wobei die Visualisierungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, von der Lesevorrichtung ausgelesenen Positionsmarkern Daten zu Fehlstellen aus der Datenbank zu zuordnen, wobei die Visualisierungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, Fehlstellen durch opti sche Überlagerung zu markieren, insbesondere innerhalb der zugeordneten Position bzw. Po sitionen.
Das erfindungsgemäße System ermöglicht es durch die Verwendung der Positionsmarker, in der Datenbank abgelegte Informationen zu Fehlstellen den korrekten Positionen auf dem Ma terialband zuzuordnen. Eine aufwendige Suche nach der Fehlstelle über viele Meter hinweg entfällt. Weiterhin ist die Markierung der Fehlstellen durch optische Überlagerung eine große Erleichterung für den Qualitätsingenieur, da sein Blick somit nicht mehr ständig zwischen der Oberfläche des Materialbandes und einem Bildschirm wechseln muss. Eine optische Überla gerung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Einblendung in einem Bild des Material bandes, entweder durch eine optische Projektion direkt auf das Materialband, wobei das Ma terialband als Projektionsfläche für die Projektion der Markierung dient, durch eine Abbildung der Markierung auf einer Zwischenebene zwischen dem Materialband und dem Auge des Be trachters der optischen Überlagerung, vorzugsweise also dem Qualitätsingenieur, oder durch Erzeugung eines virtuellen Bildes.
Denkbar ist, dass das Materialband ein Metallband, bevorzugt ein Stahlband, ist. Denkbar ist, dass die Markierungseinheit beispielsweise ein Drucker, ein Laser und/oder eine Quality- Tracking-Einheit sein kann. Kommt insbesondere ein Drucker zum Einsatz, kann dieser zum Drucken direkt auf das Materialband verwendet werden. Denkbar ist aber auch, dass der Dru- cker konfiguriert ist, Etiketten zu bedrucken und diese als Positionsmarker auf das Material band aufzukleben. Schließlich ist denkbar, dass der Drucker die Positionsmarker mit einem Farbstoff auf das Materialband druckt oder die Positionsmarker mit einem Laser mittels La serablation auf das Materialband aufbringt. Die Quality-T racking-Einheit ist beispielsweise da zu konfiguriert, eine Position (Ortsreferenz) auf dem Materialband in Form eines Barcodes auf zubringen. Vorstellbar ist, dass die Datenbank computerimplementiert ist. Vorstellbar ist wei terhin, dass die Lesevorrichtung eine Kamera zum Auslesen der Positionsmarker umfasst. Denkbar ist ferner, dass die Visualisierungsvorrichtung entweder ortsfest ist oder als Mobilge rät ausgeführt ist. Ist die Visualisierungsvorrichtung als Mobilgerät ausgeführt, so ist es denk bar, dass die Visualisierungsvorrichtung benutzerabhängig konfigurierbar ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Visualisierungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, durch optische Überlagerung zusätzliche Daten zu den Fehlstellen aus der Datenbank anzuzeigen. Dies ermöglicht auf vor teilhafte Weise, durch die weitere örtliche Bündelung der Anzeige zur Verfügung stehender In formationen, die Aufmerksamkeit des Qualitätsingenieurs weiterhin zu steigern und für weni ger Ablenkung zu sorgen. Denkbar ist beispielsweise, dass die zusätzlichen Daten von dem Oberflächeninspektionssystem erhobene Messdaten und/oder Messdaten aus mindestens ei ner weiteren Datenbank oder aus mindestens einem anderen (Dritt-)System aufweisen. Denk bar ist aber auch, dass die zusätzlichen Daten Informationen bezüglich der Position der Fehl stelle aufweisen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Lesevorrichtung in die Visualisierungsvorrichtung integriert ist. Dies ermöglicht eine vorteilhafte direkte Verknüpfung der Visualisierungsvorrichtung mit der Lesevorrichtung. Örtliche Ungenauigkeiten bei der Markierung der Fehlstellen, welche durch Relativverschie bungen der Visualisierungsvorrichtung und der Lesevorrichtung entstehen könnten, werden so weitgehend vermieden. Denkbar ist aber auch, dass die Lesevorrichtung örtlich von der Vi sualisierungsvorrichtung separiert ist und beispielsweise direkt über dem Materialband ange ordnet ist. Dies ermöglicht eine genaue Einstellung der Lesevorrichtung zum Auslesen der Po sitionsmarker. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Visualisierungsvorrichtung eine Augmented-Reality-Brille aufweist. Augmented- Reality, zu Deutsch erweiterte Realität, ist eine computerunterstütze Erweiterung der Realitäts wahrnehmung. Die Ausführung der Visualisierungsvorrichtung mit einer Augmented-Reality- Brille ermöglicht ein weitgehend ermüdungsfreies Arbeiten für den Qualitätsingenieur. Markie rungen von Fehlstellen können von der Augmented-Reality-Brille direkt an der passenden Po sition in das Blickfeld des Qualitätsingenieurs eingeblendet werden. Denkbar ist, dass die Vi sualisierungsvorrichtung so konfiguriert ist, dass die optische Überlagerung personalisiert ist. Denkbar dazu wäre beispielsweise, dass die Sprache einstellbar ist, in der durch optische Überlagerung dargestellter Text ausgegeben wird.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Visualisierungsvorrichtung eine Projektionseinheit, insbesondere einen Video- Beamer und/oder eine Lasermarkierung aufweist. Dies ermöglicht die Markierung von Fehl stellen durch optische Überlagerung durch eine Projektion direkt auf das Materialband, wo durch auf vorteilhafte Weise das Tragen beispielsweise einer Augmented-Reality-Brille ver zichtet werden kann.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass das System eine Spulvorrichtung aufweist, welche dazu konfiguriert ist, das Materi alband entlang seiner Haupterstreckungsrichtung an der Visualisierungsvorrichtung vorbeizu bewegen. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise, erkannte Fehlstelle anzufahren. Denkbar ist, dass die Spulvorrichtung dazu konfiguriert ist, Bereiche des Materialbandes ohne Fehlstellen mit hoher Geschwindigkeit an der Visualisierungsvorrichtung vorbeizubewegen und die Fehl stellen mit niedriger Geschwindigkeit an der Visualisierungsvorrichtung vorbeizubewegen und/oder anzuhalten.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Positionsmarker maschinenlesbaren Code aufweisen, wobei die Positionsmar ker vorzugsweise Quality-Tracking-Barcodes oder andere Barcodes oder 2D-Markierungen sind. Dies ermöglicht eine einfache, eindeutige und sichere Markierung von Positionen auf dem Materialband.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Markierungseinheit dazu konfiguriert ist, die Positionsmarker in regelmäßigen Abständen auf das Materialband aufzubringen. Abstände im Sinne der bevorzugten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung sind Abstände in Richtung der Haupterstreckungsrich tung des Materialbandes. Denkbar ist, dass die Abstände im Bereich von 10 cm bis 200 cm, vorzugsweise im Bereich von 50 cm bis 100 cm liegen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass das System eine Erkennungsvorrichtung zum Erkennen von Gesten aufweist, wobei die Erkennungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, die Visualisierungsvorrichtung anhand der er kannten Gesten zu steuern und/oder wobei die Erkennungsvorrichtung dazu konfiguriert ist, die Spulvorrichtung anhand der erkannten Gesten zu steuern. Dies ermöglicht ein angeneh mes und effektives Arbeiten des Qualitätsingenieurs. Die Steuerung der Visualisierungsvor richtung und/oder der Spulvorrichtung mittels Gesten ist sehr intuitiv. Denkbar ist beispiels weise, dass die Spulvorrichtung durch Wisch-Gesten gesteuert wird. Denkbar ist ferner, dass von der Visualisierungsvorrichtung angezeigte Daten durch Gesten-Steuerung ein- oder aus geblendet und/oder verkleinert oder vergrößert werden können. Vorstellbar ist, dass die Er kennungsvorrichtung beispielsweise eine Kamera umfasst.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung zur Lösung der eingangs gestellten Auf gabe ist ein Verfahren zum Betrieb eines erfindungsgemäßen Systems.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, durch die Verwendung der Positionsmarker, in der Datenbank abgelegte Informationen zu Fehlstellen den korrekten Positionen auf dem Materialband zuzuordnen und dem Qualitätsingenieur durch die optische Überlagerung eine deutliche Erleichterung seiner Arbeit zu ermöglichen.
Denkbar ist, dass die Markierungseinheit beispielsweise ein Drucker, ein Laser und/oder eine Quality-T racking-Einheit sein kann. Kommt insbesondere ein Drucker zum Einsatz, kann der Drucker direkt auf das Materialband drucken. Denkbar ist aber auch, dass der Drucker Etiket ten bedruckt und diese als Positionsmarker auf das Materialband aufklebt. Weiterhin ist denk bar, dass der Drucker die Positionsmarker mit einem Farbstoff auf das Materialband druckt oder die Positionsmarker mit einem Laser mittels Laserablation auf das Materialband auf bringt. Schließlich ist denkbar, dass die Quality-T racking-Einheit dazu konfiguriert ist, eine Po sition (Ortsreferenz) auf dem Materialband in Form eines Barcodes aufzubringen. Vorzugsweise ist dazu vorgesehen, dass von der Markierungseinheit Positionsmarker zum Markieren einer Position auf dem Materialband auf das Materialband aufgebracht werden, wo bei von dem Oberflächeninspektionssystem Fehlstellen des Materialbandes und deren Positi on erkannt werden, wobei von der Datenbank Daten zu von dem Oberflächeninspektionssys tem erkannten Fehlstellen und deren Position gespeichert werden, wobei von der Lesevorrich tung die Positionsmarker ausgelesen werden, wobei von der Visualisierungsvorrichtung von der Lesevorrichtung ausgelesenen Positionsmarkern Daten zu Fehlstellen aus der Datenbank zugeordnet und die Fehstellen entsprechend markiert werden, wobei die Fehlstellen von der Visualisierungsvorrichtung durch optische Überlagerung markiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass von der Visualisierungsvorrichtung durch optische Überlagerung zusätzliche Daten zu den Fehlstellen aus der Datenbank angezeigt werden. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Wei se, durch die weitere Konzentration von Informationen, die Arbeit des Qualitätsingenieurs wei terhin zu erleichtern
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass das Materialband entlang seiner Haupterstreckungsrichtung von der Spulvorrich tung an der Visualisierungsvorrichtung vorbeibewegt wird. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise, erkannte Fehlstelle anzufahren. Denkbar ist, dass Bereiche des Materialbandes ohne Fehlstellen mit hoher Geschwindigkeit an der Visualisierungsvorrichtung vorbeibewegt werden und die Fehlstellen mit niedriger Geschwindigkeit an der Visualisierungsvorrichtung vorbeibe wegt und/oder gestoppt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgese hen, dass die Visualisierungsvorrichtung anhand von der Erkennungsvorrichtung erkannten Gesten gesteuert wird und/oder wobei die Spulvorrichtung anhand von der Erkennungsvor richtung erkannten Gesten gesteuert wird. Damit wird die Arbeit des Qualitätsingenieurs deut lich angenehmer und effektiver. Die Steuerung der Visualisierungsvorrichtung und/oder der Spulvorrichtung mittels Gesten ist sehr intuitiv. Denkbar ist beispielsweise, dass die Spulvor richtung durch Wisch-Gesten gesteuert wird. Denkbar ist ferner, dass von der Visualisierungs vorrichtung angezeigte Daten durch Gesten-Steuerung ein- oder ausgeblendet und/oder ver kleinert oder vergrößert werden können. Vorstellbar ist, dass die Erkennungsvorrichtung bei spielsweise eine Kamera umfasst. Alle vorstehenden Ausführungen unter„Offenbarung der Erfindung“ gelten gleichermaßen für das erfindungsgemäße System und das erfindungsgemäße Verfahren.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Figuren 1 (a), (b) zeigen schematisch ein System gemäß einer beispielhaften Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung.
Figuren 2 (a), (b) zeigen schematisch ein System gemäß einer weiteren beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Figur 3 zeigt schematisch einen Teil des Verfahrens gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen verse hen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist schematisch ein System gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vor liegenden Erfindung gezeigt. Figur 1(a) zeigt, wie das Materialband 1 , in der gezeigten Aus führungsform bevorzugt ein Stahlband, der Markierungseinheit 3, beispielsweise einem Dru cker zugeführt wird, welcher insbesondere in regelmäßigen Abständen Positionsmarker (nicht gezeigt, siehe Figur 3) auf die Oberfläche des Materialbandes 1 aufbringt bzw. druckt. Das Materialband 1 wird anschließend von dem Oberflächeninspektionssystem 4 auf Fehlstellen (nicht gezeigt, siehe Figur 3) untersucht. Das Oberflächeninspektionssystem 4 ermittelt die Position der erkannten Fehlstellen mit der Lesevorrichtung, welche in der gezeigten Ausfüh rungsform in das Oberflächeninspektionssystem 4 integriert sein kann und die Positionsmar ker 5 ausliest. Die von dem Oberflächeninspektionssystem 4 erhobenen Daten bezüglich der Fehlstellen, insbesondere die Position der Fehlstellen, werden in der Datenbank 12 gespei- chert. Alternativ und hier nicht dargestellt kann das Aufbringen der Positionsmarker erst nach dem das Materialband 1 von dem Oberflächeninspektionssystem 4 auf Fehlstellen untersucht wurde.
Figur 1(b) zeigt das Materialband 1 bei der Inspektion durch einen Qualitätsingenieur (nicht gezeigt). Das Materialband 1 wird von der Spulvorrichtung 11 an der Visualisierungsvorrich tung 2 entlang der Haupterstreckungsrichtung des Materialbandes 1 vorbeibewegt. Während dessen erkennt die in der Visualisierungsvorrichtung 2 integrierte Lesevorrichtung 9 die auf gebrachten bzw. aufgedruckten Positionsmarker. Die Visualisierungsvorrichtung 2 weist in der gezeigten Ausführungsform eine Augmented-Reality-Brille auf. Durch diese betrachtet der Qualitätsingenieur das Materialband 1. Anhand der vom Oberflächeninspektionssystem 4 er hobenen und in der Datenbank 12 abgespeicherten Daten blendet die Augmented-Reality- Brille dem Qualitätsingenieur Markierungen (siehe Figur 3) der Fehlstellen und zusätzliche In formationen zu den Fehlstellen ein. Um die Markierungen und die zusätzliche Informationen korrekt im Sichtfeld des Qualitätsingenieurs zu positionieren, nutzt die Visualisierungsvorrich tung 2 die Informationen bezüglich der Position auf dem Materialband 1, welche von der Le sevorrichtung 9 durch auslesen der Positionsmarker ermittelt wurden. Alternativ kann die In formation auch über die AR-Brille ausgelesen werden. Der Qualitätsingenieur steuert die Spul vorrichtung 11 und die Visualisierungsvorrichtung 2 mit Gesten. Diese Gesten werden von der Erkennungsvorrichtung 10 aufgenommen, erkannt und in entsprechende Steuerbefehle für die Spulvorrichtung 11 und die Visualisierungsvorrichtung 2 übersetzt. Alternativ kann diese Erkennung auch mit Hilfe die AR-Brille stattfinden.
In Figur 2 ist schematisch ein System gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Figur 2(a) zeigt, wie das Materialband 1, in der gezeigten Ausführungsform vorzugsweise ein Stahlband, der Markierungseinheit 3, beispielsweise ei nem Drucker zugeführt und vom Oberflächeninspektionssystem 4 auf Fehlstellen untersucht wird. Das Oberflächeninspektionssystem 4 ermittelt die Position der erkannten Fehlstellen wie in Figur 1(a) dargestellt mit der Lesevorrichtung, welche auch hier in das Oberflächeninspekti onssystem 4 integriert sein kann und die Positionsmarker 5 ausliest. Die von dem Oberflä cheninspektionssystem 4 erhobenen Daten bezüglich der Fehlstellen, insbesondere die Positi on der Fehlstellen, werden in einer nicht gezeigten Datenbank gespeichert.
Figur 2(b) zeigt das Materialband 1 bei der Inspektion durch einen Qualitätsingenieur (nicht gezeigt). Das Materialband 1 wird von der Spulvorrichtung (nicht gezeigt) an der Visualisie- rungsvorrichtung 2 entlang der Haupterstreckungsrichtung des Materialbandes 1 vorbeibe wegt. Während dessen erkennt die Lesevorrichtung 9 die aufgebrachten bzw. aufgedruckten Positionsmarker. Die Visualisierungsvorrichtung 2 weist in der gezeigten Ausführungsform ei ne Projektionseinheit, beispielsweise einen Video-Beamer auf. Anhand der vom Oberflächen- inspektionssystem 4 erhobenen und in der Datenbank abgespeicherten Daten projiziert der beispielsweise Video-Beamer Markierungen (siehe Figur 3) der Fehlstellen und zusätzliche In formationen zu den Fehlstellen direkt auf das Materialband 1. Um die Markierungen und die zusätzliche Informationen auf die korrekte Position auf dem Materialband zu projizieren, nutzt die Visualisierungsvorrichtung 2 die Informationen bezüglich der Position auf dem Material- band 1 , welche von der Lesevorrichtung 9 durch auslesen der Positionsmarker ermittelt wur den.
In Figur 3 ist schematisch ein Teil des Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungs form der vorliegenden Erfindung gezeigt. Zu erkennen sind die Positionsmarker 5, welche vor- zugsweise in Form von Barcodes insbesondere in regelmäßigen Abständen entlang der
Haupterstreckungsebene des Materialbandes 1 beispielsweise vom Drucker auf das Material band 1 gedruckt wurden. Die Positionsmarker 5 enthalten Informationen bezüglich ihrer Posi tion auf dem Materialband 1. Weiterhin ist die Fehlstelle 6 zu erkennen. Die Visualisierungs vorrichtung (nicht gezeigt) blendet die Markierung 7 ein, um dem Qualitätsingenieur das Auf- finden der Fehlstelle zu erleichtern. Neben der Markierung 7 werden von der Visualisierungs vorrichtung zusätzliche Daten 8 zu der Fehlstelle angezeigt, die dem Qualitätsingenieur bei der Beurteilung der Fehlstelle dienlich sind.
Bezugszeichenliste
1 Materialband
2 Visualisierungsvorrichtung 3 Markierungseinheit
4 Oberflächeninspektionssystem
5 Positionsmarker
6 Fehlstelle
7 Markierung
8 zusätzliche Daten
9 Lesevorrichtung
10 Erkennungsvorrichtung
11 Spulvorrichtung
12 Datenbank

Claims

Patentansprüche
1. System aufweisend ein Materialband (1), ein Oberflächeninspektionssystem (4), eine Markierungseinheit (3), eine Lesevorrichtung (9), eine Datenbank (12) und eine Visua lisierungsvorrichtung (2),
wobei die Markierungseinheit (3) dazu konfiguriert ist, Positionsmarker (5) zum Markie ren einer Position auf dem Materialband (1) auf das Materialband (1) aufzubringen, wobei das Oberflächeninspektionssystem (4) dazu konfiguriert ist, Fehlstellen (6) des Materialbandes (1) und deren Position zu erkennen,
wobei die Datenbank (12) dazu konfiguriert ist, Daten zu von dem Oberflächeninspekti onssystem (4) erkannten Fehlstellen (6) und deren Position zu speichern und wieder zugeben,
wobei die Lesevorrichtung (9) zum Auslesen der Positionsmarker (5) konfiguriert ist, wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) dazu konfiguriert ist, von der Lesevorrichtung (9) ausgelesenen Positionsmarkern (5) Daten zu Fehlstellen (6) aus der Datenbank (12) zuzuordnen,
wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) dazu konfiguriert ist, Fehlstellen (6) durch op tische Überlagerung zu markieren.
2. System nach einem Anspruch 1 , wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) dazu konfi guriert ist, durch optische Überlagerung zusätzliche Daten (8) zu den Fehlstellen (6) aus der Datenbank (12) anzuzeigen.
3. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lesevorrichtung (9) in die Visualisierungsvorrichtung (2) integriert ist.
4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Visualisierungsvorrich tung (2) eine Augmented-Reality-Brille aufweist.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) eine Projektionseinheit aufweist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System eine Spulvor richtung (11) aufweist, welche dazu konfiguriert ist, das Materialband (1) entlang sei ner Haupterstreckungsrichtung an der Visualisierungsvorrichtung (2) vorbeizubewe- gen.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Positionsmarker (5) maschinenlesbare Codes aufweisen.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Markierungseinheit (3) dazu konfiguriert ist, die Positionsmarker (5) in regelmäßigen Abständen auf das Mate rialband (1) aufzubringen.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System eine Erken nungsvorrichtung (10) zum Erkennen von Gesten aufweist, wobei die Erkennungsvor richtung (10) dazu konfiguriert ist, die Visualisierungsvorrichtung (2) anhand der er kannten Gesten zu steuern und/oder wobei die Erkennungsvorrichtung (10) dazu konfi guriert ist, die Spulvorrichtung (11) anhand der erkannten Gesten zu steuern.
10. Verfahren zum Betrieb eines Systems gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei von der Markierungseinheit (3) Positionsmarker (5) zum Markieren einer Position auf dem Materialband (1) auf das Materialband (1) aufgebracht werden, wobei von dem Oberflächeninspektionssystem (4) Fehlstellen (5) des Materialbandes (1) und deren Position erkannt werden, wobei von der Datenbank (12) Daten zu von dem Oberflächeninspektionssystem (4) erkannten Fehlstellen (5) und deren Position gespeichert werden, wobei von der Lesevorrichtung (9) die Positi onsmarker (5) ausgelesen werden, wobei von der Visualisierungsvorrichtung (2) von der Lesevorrichtung (9) ausgelesenen Positionsmarkern (5) Daten zu Fehlstellen (6) aus der Datenbank zugeordnet und die Fehlstellen (6) entsprechend markiert werden, wobei die Fehlstellen (6) von der Visualisierungsvorrichtung (2) durch optische Überla gerung markiert werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 11 , wobei von der Visualisierungsvorrich tung (2) durch optische Überlagerung zusätzliche Daten zu den Fehlstellen (6) aus der Datenbank (12) angezeigt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Materialband (1) entlang seiner Haupterstreckungsrichtung von der Spulvorrichtung (11) an der Visualisierungs vorrichtung (2) vorbeibewegt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Visualisierungsvorrichtung (2) anhand von durch die Erkennungsvorrichtung (10) erkannten Gesten gesteuert wird und/oder wobei die Spulvorrichtung (11) anhand von durch die Erkennungsvor richtung (10) erkannten Gesten gesteuert wird.
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