NO336577B1 - Procedures and apparatus for surface inspection - Google Patents

Procedures and apparatus for surface inspection

Info

Publication number
NO336577B1
NO336577B1 NO20092602A NO20092602A NO336577B1 NO 336577 B1 NO336577 B1 NO 336577B1 NO 20092602 A NO20092602 A NO 20092602A NO 20092602 A NO20092602 A NO 20092602A NO 336577 B1 NO336577 B1 NO 336577B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
accordance
lighting device
image
axis
respect
Prior art date
Application number
NO20092602A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO20092602A1 (en
Inventor
Lars Henriksen
Original Assignee
Sapa As
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 Sapa As filed Critical Sapa As
Priority to NO20092602A priority Critical patent/NO336577B1/en
Priority to PCT/NO2010/000264 priority patent/WO2011005110A1/en
Priority to EP10797349A priority patent/EP2452181A4/en
Publication of NO20092602A1 publication Critical patent/NO20092602A1/en
Publication of NO336577B1 publication Critical patent/NO336577B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • 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
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details
    • 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
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8914Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the material examined
    • 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
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/952Inspecting the exterior surface of cylindrical bodies or wires
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/20Metals
    • G01N33/204Structure thereof, e.g. crystal structure
    • G01N33/2045Defects

Description

Den foreliggende oppfinnelse relaters til en fremgangsmåte og en apparatur for inspeksjon av overflater. En utførelse av oppfinnelsen relateres til inspeksjon av langstrakte objekter med defekter som mest sannsynlig vil være orientert i objektets lengderetning. I et annet utførelseseksempel av oppfinnelsen relateres det til inspeksjon av overflater som er i bevegelse og hvor avlange defekter mest sannsynlig vil være orientert i bevegelsesretningen. Oppfinnelsen kan også benyttes til å detektere et objekts generelle form og også til å gi en kvantifisering av kurvaturen til tverrsnittet. The present invention relates to a method and an apparatus for inspecting surfaces. One embodiment of the invention relates to the inspection of elongated objects with defects that are most likely to be oriented in the object's longitudinal direction. In another embodiment of the invention, it relates to the inspection of surfaces that are in motion and where elongated defects are most likely to be oriented in the direction of movement. The invention can also be used to detect the general shape of an object and also to provide a quantification of the curvature of the cross-section.

Kvalitetskontroll av produkters overflate, så som ekstruderte produkter, gjøres vanligvis ved visuell inspeksjon. For eksempel kan slik kontroll gjøres for produkter som kommer ut av en ekstrudeirngsmaskin for å sikre at ekstruderingsprosessen opereres innenfor visse toleranser. Videre kan også kontroll gjøres av ekstruderte og også overflatebehandlede produkter for de pakkes og sendes til en kundedestinasjon. Quality control of the surface of products, such as extruded products, is usually done by visual inspection. For example, such control can be done for products coming out of an extrusion machine to ensure that the extrusion process is operated within certain tolerances. Furthermore, control can also be done of extruded and also surface-treated products before they are packed and sent to a customer destination.

For mange tilvirkningsprosesser slik som ved f.eks. produksjon av ekstruderte produkter til bygningsanvendelse, så vil svært ofte den visuelle kvaliteten til de leverte produkter være av stor betydning. Ved noen anvendelser vil de fleste sider av produktet kunne være synlig i sammenstilling med andre komponenter i den endelige sammenstillingen. På den annen side vil det i noen andre anvendelser være slik at minst en side av produktet er gjemt. For many manufacturing processes such as in e.g. production of extruded products for building use, the visual quality of the delivered products will very often be of great importance. In some applications, most sides of the product may be visible in conjunction with other components in the final assembly. On the other hand, in some other applications it will be the case that at least one side of the product is hidden.

Visuell inspeksjon er tidkrevende og det er også vanskelig å kunne inspisere alle sidene av et objekt i bevegelse på samme tid. Videre, ved manuell inspeksjon kan det forkomme noen variasjoner med hensyn til fastsatte kvalitetstoleranser grunnet varierende lysforhold, personene som utfører inspeksjonen kan vurdere overflatedefekter på ulikt vis, etc. Visual inspection is time-consuming and it is also difficult to be able to inspect all sides of a moving object at the same time. Furthermore, with manual inspection, there may be some variations with respect to established quality tolerances due to varying lighting conditions, the persons carrying out the inspection may assess surface defects in different ways, etc.

Det følger herav at det er viktig å fremskaffe en automatisert fremgangsmåte og en apparatur som kan utføre overflateinspeksjon av objekter som beveger seg hurtig, samtidig som alle sidene til slike objekter inspiseres. It follows from this that it is important to provide an automated method and an apparatus that can carry out surface inspection of objects that move quickly, at the same time that all sides of such objects are inspected.

Arbeidsprinsippet til den foreliggende oppfinnelse er primært basert på mørkfelt (dark field) belysning av overflaten som skal inspiseres. Men, den korresponderende lysfelt (bright field) og gråfelt (grey field, nær lysfeltområdet, et sted mellom lysfelt og mørkfelt områdene), kan også gi verdifull informasjon om objektets overflate. En The working principle of the present invention is primarily based on dark field (dark field) illumination of the surface to be inspected. However, the corresponding bright field and gray field (grey field, near the bright field area, somewhere between the bright field and dark field areas), can also provide valuable information about the object's surface. One

bildedigitaliseringsanordning (kamera) anvendes for å lage bilder av mørkfelt, gråfelt og lysfelt belyst overflate. Mørkfelt informasjonen er analysert ved hjelp av en datamaskin eller liknende, hvor hensikten ved analysen er å evaluere om det er overflatedefekter av en type og alvorlighetsgrad som fører til vraking av produktet, eller enkelt fastlegge en kvalitetsgradering av objektet. Mørkfeltinformasjon fanget av et kamera kan benyttes til å innhente informasjon relatert til den generelle geometrien til objektet på samme måte som angitt over, eller til å identifisere/gjenkjenne hvilken type objekt som skal analyseres. image digitizing device (camera) is used to create images of dark field, gray field and light field illuminated surface. The dark field information is analyzed using a computer or similar, where the purpose of the analysis is to evaluate whether there are surface defects of a type and degree of severity that lead to the scrapping of the product, or simply determine a quality rating of the object. Dark field information captured by a camera can be used to obtain information related to the general geometry of the object in the same way as stated above, or to identify/recognize the type of object to be analyzed.

US 2008/0063246 Al viser en apparatur og en metode for å oppdage overflatedefekter på et arbeidsstykke, som en langstrakt metallstang, som transporteres i en retning. Det inngår en belysningsanordning anbrakt i nærheten av den langstrakte stangen og minst en bildedigitaliserende anordning for opptak av bilder av overflaten. Belysningsanordningen er slik innrettet at overflaten til stangen i en belyst tilstand har mørkfelt og lysfelt. Belysningsanordningen belyser stangen i en retning som er perpendikulær i forhold til transportretningen. US 2008/0063246 A1 discloses an apparatus and method for detecting surface defects on a workpiece, such as an elongated metal bar, which is transported in one direction. It includes a lighting device placed near the elongated rod and at least one image digitizing device for recording images of the surface. The lighting device is arranged so that the surface of the rod in an illuminated state has a dark field and a light field. The lighting device illuminates the bar in a direction perpendicular to the direction of transport.

US 6,327,374 Bl viser en fremgangsmåte og arrangement for automatisk inspeksjon av overflaten av et bevegelig objekt, hvor et område av objektets overflate er belyst fra minst to forskjellige belysningsretninger. Objektets belyste overflateområde er avbildet ved hjelp av et kamera for fremskaffelse av informasjon for analyse. Lyskildene belyser objektets overflate fra ulike belysningsretninger til ulike tidspunkt og kameraet er et linjescan kamera. Arrangementet omfatter videre en styring for synkronisert pulsing av lyskildene og det idet minste ett linjescan kamera. Pulsfrekvensen til lyskildene bør være over 1kHz. SHk sett må pulsfrekvensen til kameraet være en del høyere, korresponderende til antallet lyskilder. US 6,327,374 B1 shows a method and arrangement for automatic inspection of the surface of a moving object, where an area of the object's surface is illuminated from at least two different lighting directions. The object's illuminated surface area is imaged using a camera to provide information for analysis. The light sources illuminate the object's surface from different lighting directions at different times and the camera is a line scan camera. The arrangement also includes a controller for synchronized pulsing of the light sources and at least one line scan camera. The pulse frequency of the light sources should be above 1kHz. In SHk terms, the pulse frequency of the camera must be somewhat higher, corresponding to the number of light sources.

EP 0 898 162 Bl viser en fremgangsmåte og apparatur for automatisk inspeksjon av overflater i bevegelse, slik som stålband, tre, lær eller fliser. 1 en foretrukket utførelse omfatter løsningen i det minste tre forskjellige belysnings-/observasjonskanaler. Løsningen er basert på fotometrisk stereo. Informasjon om reflektivitet, farge, glans og profilen til den inspiserte overflaten avkjennes for eksempel ved en apparatur omfattende fargebasert linjescan kamera og i det minste tre avstandsmessig separerte lyskilder med ulike spektrale karakteristikker. Resultatet av bildeinnhentingen er registrerte bilder, så som R-, G-, B-bilder som i prinsippet korresponderer til belysningskanalene. Bildene er prosessert i flere trinn omfattende estimering av overflateuregelmessigheter, ekstrahering av trekk og klassifisering. Hensikten med systemet synes å være at ved benyttelse av tre lyskilder med ulik spektral karakteristikk så kan kameraet samle inn tre forskjellige bilder av overflaten på samme tid, noe som kan forbedre kapasitet og nøyaktighet av inspeksjonen. Alternativt kan en lyskilde anvendes sammen med et flertall av sensoranordnmger (kameraer). EP 0 898 162 Bl shows a method and apparatus for the automatic inspection of moving surfaces, such as steel strips, wood, leather or tiles. 1, a preferred embodiment comprises the solution at least three different lighting/observation channels. The solution is based on photometric stereo. Information about reflectivity, colour, gloss and the profile of the inspected surface is detected, for example, by an apparatus comprising a colour-based line scan camera and at least three distance-separated light sources with different spectral characteristics. The result of the image acquisition is registered images, such as R-, G-, B-images which in principle correspond to the lighting channels. The images are processed in several steps including estimation of surface irregularities, extraction of features and classification. The purpose of the system seems to be that by using three light sources with different spectral characteristics, the camera can collect three different images of the surface at the same time, which can improve the capacity and accuracy of the inspection. Alternatively, a light source can be used together with a plurality of sensor devices (cameras).

DE 195 11 534 Al relateres til en fremgangsmåte og en apparatur for detektering av 3D-defekter, slik som bulker (dents) og trinn (steps) i en flat overflate, i anvendelser for automatisk overflateinspeksjon, basert på prinsippet til fotometrisk stereo. Overflaten som inspiseres er samtidig belyst med i det minste to lamper fra ulike retninger i under mørkfelt forhold, hvor lyset fra lampene har ulike farger. Et fargebasert linjescan kamera er benyttet for bilde innhenting og 3D-defekter detekteres ved å analysere de matte fargeverdiene. DE 195 11 534 Al relates to a method and an apparatus for detecting 3D defects, such as dents and steps in a flat surface, in applications for automatic surface inspection, based on the principle of photometric stereo. The surface being inspected is simultaneously illuminated with at least two lamps from different directions in dark-field conditions, where the light from the lamps has different colours. A color-based line scan camera is used for image acquisition and 3D defects are detected by analyzing the matte color values.

Når en bildeopptakende anordning benyttes sammen med en flerhet av beiysningskilder, fremgår det av den ovennevnte teknikkens stilling at det er kjent å lyse opp belysningskildene individuelt ved en frekvens som i sum korresponderer med opptaksfrekvensen til bildetakeren. I slike tilfelle må opptaksfrekvensen til bildetakeren være relativt høy, i det minste når bevegelige objekter inspiseres, for å sikre tilstrekkelig inputdata fra overflaten. When an image-recording device is used together with a plurality of illumination sources, it appears from the above-mentioned state of the art that it is known to illuminate the illumination sources individually at a frequency which in sum corresponds to the recording frequency of the image-taker. In such cases, the acquisition frequency of the imager must be relatively high, at least when moving objects are inspected, to ensure sufficient input data from the surface.

Videre er det også kjent fra den ovennevnte teknikkens stilling å ta bilder samtidig ved forskjellige observasjons-/belysningskanaler, noe som vil redusere behovet for den høye opptaksfrekvensen ved bildetakeren. Furthermore, it is also known from the above-mentioned state of the art to take pictures simultaneously at different observation/illumination channels, which will reduce the need for the high recording frequency at the picture taker.

GB 1407409 A viser en anordning for å detektere skavanker slik som blemmer i en overflate. Overflaten belyses ved hjelp av et arrangement omfattende en laser samt et optisk system for å dirigere laserlyset inn mot et roterbart hjul utstyrt med et flertall speilfasetter. Det roterbare hjulets akse er beliggende parallelt med bevegelsesretningen til overflaten som skal belyses, slik at reflektert lys fra hjulet, ved rotasjon av dette, sveiper over overflaten i en tverretning av dens bevegelsesretning i form av en avlang lysstripe. Lys som reflekteres fra overflaten fanges opp ved en photomultiplier deteksjonsanordning, enten direkte eller via et refleksjonssystem. Skavanker detekteres ved at lysstrålen, som normalt er reflektert som en avlang lysstripe, endres når den treffer en blemme i overflaten. I henhold til foreliggende oppfinnelse så benyttes ikke en sveipende lysstråle for å belyse objektets overflate, ei heller roterbare, avlange speilfasetter for å belyse overflaten med en stripe av lys. GB 1407409 A shows a device for detecting defects such as blisters in a surface. The surface is illuminated by means of an arrangement comprising a laser and an optical system for directing the laser light towards a rotatable wheel equipped with a plurality of mirror facets. The axis of the rotatable wheel is situated parallel to the direction of movement of the surface to be illuminated, so that reflected light from the wheel, when rotating, sweeps over the surface in a transverse direction of its direction of movement in the form of an elongated strip of light. Light reflected from the surface is captured by a photomultiplier detection device, either directly or via a reflection system. Defects are detected by the fact that the light beam, which is normally reflected as an oblong light strip, changes when it hits a blister in the surface. According to the present invention, a sweeping light beam is not used to illuminate the surface of the object, nor rotatable, oblong mirror facets to illuminate the surface with a strip of light.

I samsvar med den foreliggende oppfinnelse er det mulig å inspisere synlige flater av et bevegelig objekt, eller ved innbyrdes bevegelse mellom apparaturen og objektet, hvor det i en utførelse gjøres en inspeksjon av alle sidene av objektet samtidig. Dette vil fordre at et tilstrekkelig antall kamera er tilgjengelig. Kapasiteten og kapabiliteten til inspeksjonsapparaturen tillater inspeksjon av alle objektets synlige sider ved en relativt høy hastighet. In accordance with the present invention, it is possible to inspect visible surfaces of a moving object, or by mutual movement between the apparatus and the object, where in one embodiment an inspection is made of all sides of the object at the same time. This will require that a sufficient number of cameras are available. The capacity and capability of the inspection equipment allows inspection of all visible sides of the object at a relatively high speed.

Oppfinnelsen er spesielt egnet for inspeksjon av avlange produkter på en kontinuerlig eller semi-kontinuerlig måte, og er velegnet for inspeksjon av ekstruderte produkter, med eller uten behandlet overflate. Det er fordelaktig at overflaten har en viss retningsbestemt refleksjonsegenskap, fortrinnsvis av en blank karakter, avhengig av belysningskilden. The invention is particularly suitable for the inspection of elongated products in a continuous or semi-continuous manner, and is suitable for the inspection of extruded products, with or without a treated surface. It is advantageous for the surface to have a certain directional reflection property, preferably of a glossy character, depending on the illumination source.

Spesielt er oppfinnelsen velegnet for deteksjon av overflate defekter på produkter produsert ved ekstrusjon, kontinuerlig eller semi-kontinuerlig støping, valsing eller andre kontinuerlige eller semi-kontinuerlige prosesser. In particular, the invention is suitable for the detection of surface defects on products produced by extrusion, continuous or semi-continuous casting, rolling or other continuous or semi-continuous processes.

I samsvar med oppfinnelsen så kan prosessering av bilder og sammenstilling av informasjon fra disse gjøres ved en høy hastighet og på en forenklet måte. In accordance with the invention, the processing of images and the compilation of information from them can be done at a high speed and in a simplified manner.

Videre representerer den fordeler med hensyn til en kvantitativ inspeksjon av tilvirkede produkter. Furthermore, it represents advantages with respect to a quantitative inspection of manufactured products.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for å inspisere i det minste en overflate av et objekt som fortrinnsvis har en avlang retning X hvor en belysningsanordning er anbrakt i nærheten av objektet, idet fremgangsmåten videre omfatter opptak av bilder av overflaten ved i det minste en bildedigitaliserende anordning hvor belysningsanordningen omfatter illuminatorer, eller en ikke-diskret lysrekke, som er anbrakt enten (a) langs en akse, hvilken akse innrettes skråstilt med en vinkel a i forhold til retningen X av objektet, på en måte der den belyser en del av overflaten til nevnte objekt ved vinkel a med hensyn til retningen X, eller (b) rundt objektet omgivende akser A', B\ hvilke akser er innrettet skråstilt med vinkler a', p" i forhold til retningen X av objektet, på en måte der den belyser deler av overflaten til nevnte objekt ved vinkler a', p' med hensyn til retningen X, eller (c) langs en helixformet kurve, hvilken helix har en akse som er parallell med The present invention thus relates to a method for inspecting at least one surface of an object which preferably has an elongated direction X where a lighting device is placed near the object, the method further comprising recording images of the surface by at least one image digitizing device where the lighting device comprises illuminators, or a non-discrete line of lights, which are placed either (a) along an axis, which axis is aligned obliquely with an angle a in relation to the direction X of the object, in a way where it illuminates a part of the surface of said object at angle a with respect to the direction X, or (b) around the object surrounding axes A', B\ which axes are aligned obliquely at angles a', p" with respect to the direction X of the object, in a manner where it illuminates parts of the surface of said object at angles a', p' with respect to the direction X, or (c) along a helical curve, which helix has an axis parallel to

lengderetningen X til objektet, the longitudinal direction X of the object,

slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes. so that in an illuminated state consisting of a dark field and a light field, defects in said surface can be visualized and imaged.

Foreliggende oppfinnelsen angår også en apparatur for inspeksjon av i det minste en overflate av et objekt som fortrinnsvis er langstrakt i en retning X hvor en belysningsanordning er anbrakt i nærheten av objektet, og i det minste en bildedigitaliserende anordning er anbragt for opptak av bilder av nevnte overflate, der belysningsanordningen omfatter illuminatorer, eller en ikke-diskret lysrekke, som er anbrakt enten The present invention also relates to an apparatus for inspecting at least one surface of an object which is preferably elongated in a direction X where a lighting device is placed near the object, and at least one image digitizing device is placed for recording images of said surface, where the lighting device comprises illuminators, or a non-discreet line of lights, which is placed either

(a) langs en akse A, hvilken akse er innrettet skråstilt med en vinkel a i forhold til retningen X av objektet, på en måte der den belyser en del av overflaten til nevnte objekt ved vinkel a med hensyn til retningen X, eller (b) rundt objektet omgivende akser A', B', hvilke akser er innrettet skråstilt med vinkler a', P' i forhold til retningen X av objektet, på en måte der den belyser deler av overflaten til nevnte objekt ved vinkler a', p<*>med hensyn til retningen X, eller (c) langs en helixformet kurve, hvilken helix har en akse som er parallell med (a) along an axis A, which axis is oriented obliquely at an angle a with respect to the direction X of the object, in such a way as to illuminate part of the surface of said object at an angle a with respect to the direction X, or (b) around the object surrounding axes A', B', which axes are arranged obliquely with angles a', P' in relation to the direction X of the object, in a way where it illuminates parts of the surface of said object at angles a', p<* >with respect to the direction X, or (c) along a helical curve, which helix has an axis parallel to

lengderetningen X til objektet, the longitudinal direction X of the object,

slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes. so that in an illuminated state consisting of a dark field and a light field, defects in said surface can be visualized and imaged.

Disse og ytterligere fordeler kan oppnås ved oppfinnelsen som definert i de vedføyde patentkrav. These and further advantages can be achieved by the invention as defined in the appended patent claims.

I det etterfølgende skal oppfinnelsen nærmere beskrives ved eksempler og figurer hvor: Fig. 1 viser et prinsipielt oppsett for en utførelse i samsvar med den foreliggende In what follows, the invention will be described in more detail by means of examples and figures where: Fig. 1 shows a basic layout for an embodiment in accordance with the present

oppfinnelse, sett ovenfra, invention, top view,

Fig. 2 viser det prinsipielle oppsett som vist i Fig. 1, sett fra en side og som videre Fig. 2 shows the principle set-up as shown in Fig. 1, seen from one side and so on

viser en bildedigitaliseirngsanordning, shows an image digitizing device,

Fig. 3 viser en andre utførelse av oppfinnelsen, omfattende et arrangement som Fig. 3 shows a second embodiment of the invention, comprising an arrangement which

belyser mer enn en side av objektet som skal inspiseres, illuminates more than one side of the object to be inspected,

Fig. 4 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen, tilsvarende det som fremgår av Fig. 3, Fig. 4 shows a third embodiment of the invention, corresponding to what appears in Fig. 3,

men med en helix formet, ikke-diskret belysning, but with a helix-shaped, non-discreet illumination,

Fig. 5 viser en skisse av apparaturen inkludert bildebehandling og Fig. 5 shows a sketch of the apparatus including image processing and

forkastelsesanordning, rejection device,

Fig. 6 viser et bilde av en overflate som har blemmer (blisters) som overflatedefekt, Fig. 7 viser et bilde av en overflate med langsgående riller (dielines), (en langsgående Fig. 6 shows an image of a surface that has blisters as a surface defect, Fig. 7 shows an image of a surface with longitudinal grooves (dielines), (a longitudinal

defekt) som overflatedefekt, defect) as surface defect,

Fig. 8 viser et bilde av en overflate med fargeband (colour streaks) som defekt, Fig. 8 shows a picture of a surface with color streaks as a defect,

Fig. 9 viser et bilde av en overflate som har en bulk (dent) som defekt, Fig. 9 shows an image of a surface that has a dent as a defect,

Fig. 10 viser et bilde av en overflate som har en bølge (wave) som defekt. Fig. 10 shows an image of a surface that has a wave as a defect.

Som det fremgår av Fig. 1 og 2 har et objekt 2 en avlang form i retning X, og er videre anbrakt for bevegelse langs denne aksen X. Objektet er belyst med en belysningsanordning (ID) som i denne utførelsen omfatter tre illuminatorer (la, lb, og lc). Illuminatorene kan være av LED type, ordinære lyspærer eller tilsvarende. Bølgelengden av det emitterte lyset bør fortrinnsvis være så kort som mulig for å muliggjøre deteksjon av små defekter (for eksempel, 5-6 um eller mindre). As can be seen from Figs. 1 and 2, an object 2 has an elongated shape in the X direction, and is further placed for movement along this axis X. The object is illuminated with a lighting device (ID) which in this embodiment comprises three illuminators (la, lb, and lc). The illuminators can be of the LED type, ordinary light bulbs or similar. The wavelength of the emitted light should preferably be as short as possible to enable detection of small defects (eg, 5-6 µm or less).

Bevegelsen av objektet kan gjøres som en del av selve tilvirkningsprosessen, ved motoriserte valser (21,22,23) eller lignende. Illuminatorene er anbrakt over overflaten av objektet (2) og er plassert langs en akse A (Fig. 1) som er skråstillet med en vinkel a med hensyn til bevegelsesaksen X. På dette vis blir et lysfeltområde (3) synlig med en korresponderende vinkel med hensyn til aksen X, men også avhengig av hvordan topologien til overflaten (2) er. The movement of the object can be done as part of the manufacturing process itself, by motorized rollers (21,22,23) or similar. The illuminators are placed above the surface of the object (2) and are positioned along an axis A (Fig. 1) which is tilted by an angle a with respect to the axis of movement X. In this way, a light field area (3) becomes visible with a corresponding angle of regard to the axis X, but also depending on how the topology of the surface (2) is.

Ved de perifere områdene av nevnte lysfeltområde, blir objektet (2) belyst i en mørkfelt tilstand i områdene (4,5). Beliggende mellom de to nevnte mørkfelt- og lysfeltområdene vil det bli et overgangsområde som kalles gråfeltområde. At the peripheral areas of said light field area, the object (2) is illuminated in a dark field state in the areas (4,5). Located between the two mentioned dark field and light field areas, there will be a transitional area called the gray field area.

I dette arrangementet er mørkfeltområdet (4) av spesiell interesse, men mørkfeltområdet angitt som referansenummer (5) kan også anvendes. Dette avhenger av den praktiske tilpasningen av oppsettet. En bildedigitaliseringsanordning (20) In this arrangement, the dark field area (4) is of particular interest, but the dark field area indicated as reference number (5) can also be used. This depends on the practical adaptation of the setup. An image digitizing device (20)

(kamera eller tilsvarende, se Fig. 2) er anbrakt på et nivå over objektet (2) og fortrinnsvis perpendikulært på horisontalplanet. I bildene tatt av bildedigitaliseirngsanordningen er informasjon fra mørkfeltområdet (4) identifisert for videre bearbeiding ved hjelp av et bildeprosesseringssystem (beskrives senere). For eksempel, bilder kan tas av en del av mørkfeltområdet med god mørkfeltbelysning, og videre representeres ved hjelp av en intensitetsprofil med basis i linje A<1>. Linje A<1>er fortrinnsvis orientert ved en tilsvarende vinkel som linje A, det vil si ved vinkelen a<1>. Det kan være et avvik mellom disse to vinklene avhengig av topografien eller geometrien til flaten som blir inspisert, og kan også bli anbrakt noe bort fra parallell med linje A for å unngå forstyrrelser fra lysfeltområdet. (camera or equivalent, see Fig. 2) is placed at a level above the object (2) and preferably perpendicular to the horizontal plane. In the images taken by the image digitizing device, information from the dark field area (4) is identified for further processing using an image processing system (described later). For example, images can be taken of a part of the dark field area with good dark field illumination, and further represented using an intensity profile based on line A<1>. Line A<1> is preferably oriented at a corresponding angle to line A, that is to say at the angle a<1>. There may be a deviation between these two angles depending on the topography or geometry of the surface being inspected, and may also be positioned slightly away from parallel to line A to avoid interference from the light field area.

Videre, under dette oppsettet kan man først bestemme lysfeltområdet for å definere hvilken del av mørkfeltområdet som bør benyttes for å finne informasjon angående overflateanalysen, for eksempel hvor man skal applikere et intensitetsprofilscan i mørkfeltområdet. Furthermore, under this setup one can first determine the light field area to define which part of the dark field area should be used to find information regarding the surface analysis, for example where to apply an intensity profile scan in the dark field area.

Lysfeltområdet vil fremgå som en "slange" av reflektert lys. Formen til slangen (kurvet eller lineær) inneholder informasjon om det globale overflateawiket i forhold til en korrekt form. The light field area will appear as a "snake" of reflected light. The shape of the snake (curved or linear) contains information about the global surface deviation relative to a correct shape.

Type og form til objektet som skal inspiseres, for eksempel en ekstrudert profil med en definert tverrsnittform, kan bestemmes med et kamera eller lignende koplet til en datamaskin som avbilder og analyserer endeområdet av profilen for å definere profiltypen. The type and shape of the object to be inspected, such as an extruded profile with a defined cross-sectional shape, can be determined with a camera or similar connected to a computer that images and analyzes the end region of the profile to define the profile type.

Resultatet av analysen kan sammenliknes med et sett av forhåndsbestemte profiltyper som er forhåndslagret i datamaskinen. Så kan det i den etterfølgende overflateanalyse gjøres en sammenlikning mellom bildeanalysen og forhåndsdefinerte verdier for å avgjøre om det er tilstede avvik som ligger innenfor forhåndsbestemte toleranser eller ikke. The result of the analysis can be compared with a set of predetermined profile types that are pre-stored in the computer. Then, in the subsequent surface analysis, a comparison can be made between the image analysis and predefined values to determine whether there are deviations that lie within predetermined tolerances or not.

Ved analyse av ekstruderte objekter skal det forstås at informasjon angående for eksempel trykklinjer (pressure lines) kan finnes i lysfeltområdet hvor denne type defekt kan gi et avvik i form av en "slange". Andre defekter så som blemmer (blisters) eller trinn (dents) med en utstrekning langs X-aksen vil kunne finnes ved en analyse av lysfelt-, gråfelt og/eller mørkfeltområdene. When analyzing extruded objects, it should be understood that information regarding, for example, pressure lines (pressure lines) can be found in the light field area where this type of defect can produce a deviation in the form of a "snake". Other defects such as blisters or steps (dents) with an extent along the X-axis will be found by an analysis of the light field, gray field and/or dark field areas.

Avstanden mellom linjene A og A<1>i denne utførelsen (Fig. 1) er valgt med utgangspunkt i at inspeksjonen av overflaten kan gjøres ved optimale mørkfeltforhold, og ved en viss distanse fra lysfeltbelyst område for å unngå lysforstyrrelser fra dette området. The distance between the lines A and A<1> in this version (Fig. 1) is chosen on the basis that the inspection of the surface can be done in optimal dark field conditions, and at a certain distance from the bright field illuminated area to avoid light disturbances from this area.

Ved det viste arrangementet kan defekter indikert ved referansenummer (6, 8 og 9) detekteres ved bildedigitaliseringsanordningen i det mørkfeltbelyste området. Disse defekter kan være lokale defekter så som riper forløpende langs objektets lengdeakse, som indikert ved (6) eller de kan være kontinuerlige eller semi-kontinuerlige generert ved produksjonsprosessen tii objektet, og utgjøres av dalformede defekter (valleys), With the arrangement shown, defects indicated by reference numbers (6, 8 and 9) can be detected by the image digitizing device in the dark-field illuminated area. These defects can be local defects such as scratches running along the longitudinal axis of the object, as indicated by (6) or they can be continuous or semi-continuous generated by the production process of the object, and consist of valley-shaped defects (valleys),

trykklinjer (pressure lines) og rygger (ridges). Med hensyn til ekstruderte produkter, så kan defekter utgjøres av en vanlig forekommende defekt som kalles langsgående riller (dielines). Andre varianter av defekter med hensyn til ekstruderingsprosesser kan være bulker (dents) (8), groper (pits) eller for eksempel blemmer (blisters) (9) som ikke har noen bestemt utstrekningsretning. pressure lines and ridges. With regard to extruded products, defects can be constituted by a commonly occurring defect called longitudinal grooves (dielines). Other variants of defects with regard to extrusion processes can be dents (8), pits or, for example, blisters (9) which have no specific direction of extension.

Den foreliggende oppfinnelse er spesielt egnet for detektering av defekter som kan forekomme ved bestemte ekstruderingsprosesser, spesielt i forbindelse med aluminium ekstruderingsprosesser, men ikke begrenset tit denne type prosesser. The present invention is particularly suitable for detecting defects that may occur in certain extrusion processes, especially in connection with aluminum extrusion processes, but not limited to this type of process.

I det viste arrangementet fremgår tre illuminatorer. Prinsippene ved foreliggende oppfinnelse kan alternativt utnyttes ved bruk av en belysningsanordning (ID) omfattende to illuminatorer anbrakt langs en akse skråstillet med hensyn til den aksen objektet beveger seg langsmed. In the arrangement shown, three illuminators appear. The principles of the present invention can alternatively be utilized by using a lighting device (ID) comprising two illuminators placed along an axis inclined with respect to the axis along which the object moves.

En hovedfordel med det arrangementet vist her er at alle illuminatorene kan være aktivert samtidig og kontinuerlig fordi de er anbrakt langs en skråstillet akse med hensyn til aksen objektet beveger seg langs. På denne måten vil en del av overflaten være belyst under mørkfeltforhold fra hvilket bildedigitaliseirngsanordningen, fortrinnsvis et areal scan kamera, innhenter informasjon. Etterhvert som objektet beveges, vil en overflate i samsvar med dets lengderetning bli belyst, avbildet og analysert. A main advantage of the arrangement shown here is that all the illuminators can be activated simultaneously and continuously because they are placed along an inclined axis with respect to the axis along which the object moves. In this way, part of the surface will be illuminated under dark field conditions from which the image digitizing device, preferably an area scan camera, obtains information. As the object is moved, a surface in accordance with its longitudinal direction will be illuminated, imaged and analyzed.

Det er den innbyrdes relative bevegelsen mellom arrangementet og objektet som muliggjør inspeksjon av objektets overflate i hele dets lengde ved denne utførelsen. Alternativt kan objektet være stasjonært og arrangementet kan være innrettet for bevegelse (ikke vist). It is the mutual relative movement between the arrangement and the object that enables inspection of the object's surface along its entire length in this embodiment. Alternatively, the object may be stationary and the arrangement may be arranged for movement (not shown).

I Figur 3 vises en apparatur som muliggjør i prinsippet inspeksjon av alle synlige flater til et bevegelig objekt (2'). Som i det foregående eksempel så er objektet (2<1>) anbrakt for bevegelse i retning X, i dette tilfellet i horisontalplanet. Arrangementet i denne utførelsen inkluderer en ring (30) gjennom hvilket objektet (2') passerer. Ved periferien av den omkretsliggende eller omgivende ringen er det anbrakt en belysningsanordning (ID) som er representert ved opptegnede illuminatorer (l'a - l'q) anbrakt på en måte hvor de fullstendig omslutter objektet (2<r>) på en slik måte at det belyses. Ringens plan er i dette eksempelet anbrakt med en skråstillet vinkel med hensyn til normalene til objektets bevegelsesakse, slik at det tildannes mørkfeltbelyste områder i det minste på noen overflater av objektet som er i bevegelse. Ved dette arrangementet så er hovedaksene A', B' til ringen (30) skråstillet ved respektive vinkler a', p' med hensyn til et plan normalt (rettvinklet) på aksen X. Figure 3 shows an apparatus which enables, in principle, the inspection of all visible surfaces of a moving object (2'). As in the previous example, the object (2<1>) is placed for movement in the X direction, in this case in the horizontal plane. The arrangement in this embodiment includes a ring (30) through which the object (2') passes. At the periphery of the circumferential or surrounding ring is placed an illumination device (ID) represented by illustrated illuminators (l'a - l'q) placed in a way where they completely enclose the object (2<r>) in such a way that it is illuminated. In this example, the plane of the ring is positioned at an inclined angle with respect to the normals of the object's axis of motion, so that dark-field illuminated areas are formed at least on some surfaces of the object in motion. In this arrangement, the main axes A', B' of the ring (30) are inclined at respective angles a', p' with respect to a plane normal (at right angles) to the axis X.

I det viste eksempelet så er hovedretningene av det optimale mørkfeltarealet allokert langs linjene A'<1>, B'<1>, skråstillet ved vinkel a'<1>(overflate 2' a) og tilsvarende ved en vinkel p"<1>(overflate 2' bl. Nevnte vinkler kan være forskjellige med hensyn til vinklene aP' til belysningsanordningen (ID), grunnet den faktiske overflategeometrien til objektet. In the example shown, the main directions of the optimal dark field area are allocated along the lines A'<1>, B'<1>, inclined at angle a'<1> (surface 2' a) and correspondingly at an angle p"<1> (surface 2' bl. Said angles may be different with respect to the angles aP' of the lighting device (ID), due to the actual surface geometry of the object.

I et annet foretrukket eksempel er planet til ringen (30) anbrakt perpendikulært til objektets bevegelsesretning X, men da er en foretrukket plassering av de inntegnede illuminatorene (l'a-l'q) i ringen slik at de følger kurven til en helix, det vil si ringen er formet som et sylinderskall hvor illuminatorene er anbrakt i et kontinuerlig, jevnt gjengelignende mønster (helix). In another preferred example, the plane of the ring (30) is positioned perpendicular to the object's direction of movement X, but then a preferred location of the drawn illuminators (l'a-l'q) in the ring is such that they follow the curve of a helix, the that is, the ring is shaped like a cylinder shell where the illuminators are placed in a continuous, even thread-like pattern (helix).

Denne foretrukne løsningen muliggjør å belyse alle synlige (ikke-innesluttede) overflater av objektet under mørkfeltforhold, hvor inspeksjon kan utføres uten lysfelt forstyrrelser fra nærliggende lyskilder. Denne løsningen er ikke vist som sådan, men belysningsarrangementet vil i prinsippet være tilsvarende utførelsen som vises i Fig. 4 med unntak av at utførelsen i Fig. 4 viser en ikke-diskret belysningsanordning. This preferred solution makes it possible to illuminate all visible (non-enclosed) surfaces of the object under dark field conditions, where inspection can be carried out without light field interference from nearby light sources. This solution is not shown as such, but the lighting arrangement will in principle be similar to the design shown in Fig. 4 with the exception that the design in Fig. 4 shows a non-discrete lighting device.

Fig. 4 viser et tilsvarende arrangement som vist i Fig. 3, hvor et objekt (2") er omgitt av en belysningsanordning omfattende en belysningskilde 1" som kan være en ikke-diskret lysrekke, en fiber basert belysningskilde eller lignende. I Figuren er det vist to bildeopptakende enheter eller bildedigitaliseringsanordninger (40,41). Lysrekken angis tydelig å være anbrakt i en hovedsakelig helix-formet form rundt objektet som skal inspiseres. I teorien kan man erstatte denne kontinuerlige lysrekken med en tilsvarende helisk struktur, så som et helisk formet bånd eller lignende, som har tilordnet diskrete belysningspunkter. Fig. 4 shows a similar arrangement as shown in Fig. 3, where an object (2") is surrounded by a lighting device comprising a lighting source 1" which can be a non-discrete light line, a fiber-based lighting source or the like. In the Figure, two image recording units or image digitizing devices (40,41) are shown. The light array is clearly indicated to be arranged in a substantially helix-shaped shape around the object to be inspected. In theory, one can replace this continuous line of lights with a corresponding helical structure, such as a helically shaped band or the like, which has assigned discrete lighting points.

I de ovennevnte utførelser er en eller flere bildedigitaliseringsanordninger anbrakt ved passende posisjoner. For eksempel, fire bildedigitaliseirngsanordninger kan anbringes for å ta bilder langs fire prinsipalakser som er innbyrdes perpendikulære på hverandre. I et annet utførelseseksempel (se Fig. 3), kan en første bildedigitaliserende anordning være anbrakt perpendikulært til overflaten ( Ta ) og en andre perpendikulær til overflaten ( 2' b). mens de andre to bildedigitaliseringsanordninger er anbrakt på tilsvarende vis med hensyn til de andre to overflatene ( Tc, 2' d) (ikke vist). In the above-mentioned embodiments, one or more image digitizing devices are placed at suitable positions. For example, four image digitizers may be arranged to take images along four principal axes that are mutually perpendicular to each other. In another embodiment (see Fig. 3), a first image digitizing device can be placed perpendicular to the surface (Ta) and a second perpendicular to the surface (2'b). while the other two image digitizing devices are placed in a similar manner with respect to the other two surfaces (Tc, 2'd) (not shown).

Det kan være foretrukket å benytte seks kamera eller bildedigitaliserende anordninger, som er anbrakt langs periferien til en sirkel i et plan perpendikulært til objektets bevegelsesretning, muligens med en mindre innbyrdes justering i X-retningen. Det kan videre være foretrukket at sentrum i nevnte sirkel sammenfaller med senter til objektets tverrsnitt. Sektorene som befinner seg mellom kameraene kan foretrukket være 60°. Ytterligere flere kamera kan anvendes, dersom overflaten av objektet som skal inspiseres er komplekst. Antall kamera som benyttes vil også være et kostnadsspørsmål. It may be preferred to use six cameras or image digitizing devices, which are placed along the periphery of a circle in a plane perpendicular to the object's direction of movement, possibly with a minor mutual adjustment in the X direction. It may also be preferred that the center of said circle coincides with the center of the object's cross-section. The sectors located between the cameras can preferably be 60°. Additional cameras can be used if the surface of the object to be inspected is complex. The number of cameras used will also be a matter of cost.

De ovenfor nevnte utførelser relatert til en helix konfigurasjon av belysningsanordningen kan benevnes «full helix dark field» (FHDF). The above-mentioned embodiments related to a helix configuration of the lighting device can be called "full helix dark field" (FHDF).

I en ekstruderingsprosess kan en rekke små langsgående linjer tildannes i et objekts overflate. Små linjer er normalt akseptabelt, mens større linjer gir langsgående riller (dielines) eller «skarp forhøyning» (sharp hill) defekter. Grupper av små linjer kan gi fargeband (colour streaks) som i noen anvendelser ikke kan aksepteres. In an extrusion process, a series of small longitudinal lines can be formed in the surface of an object. Small lines are normally acceptable, while larger lines produce longitudinal grooves (dielines) or sharp hill defects. Groups of small lines can give color streaks, which in some applications cannot be accepted.

De nevnte defekter er spesielt utfordrende fordi de har sin utstrekning i samme retning som selve ekstruderingen samtidig som belysningen bør dekke et stort antall ulike proftlutforminger. Vanligvis må mørkfelt belysningskilder bygges og optimaliseres for en spesifikk utforming, men i det tilfellet hvor et stort antall varierende profiler skal inspiseres, må belysningen, og som følge av det også apparaturen, ha innebygget fleksibilitet. Denne fleksibiliteten kan oppnås ved en mørkfelt helix som beskrevet ovenfor. The aforementioned defects are particularly challenging because they extend in the same direction as the extrusion itself, while the lighting should cover a large number of different professional designs. Generally, dark-field lighting sources must be built and optimized for a specific design, but in the case where a large number of varying profiles are to be inspected, the lighting, and consequently also the equipment, must have built-in flexibility. This flexibility can be achieved by a dark-field helix as described above.

Det skal forstas at i utførelsene relatert til Fig. 3 er det nevnt et arrangement av belysningskilder i en sylinderskallanordning med eller uten anbringelse av belysningskildene i en helix formasjon. Også andre arrangement av belysningskilder kan være mulig innenfor rammen av oppfinnelsen. Hovedsaken er å generere et mørkfeltbelyst område på utvalgte deler av det bevegelige objektet som kan utnyttes for bildeopptak og analyse av overflatekvalitet, hvor forstyrrelser fra lysfeltområdet unngås. It should be understood that in the embodiments related to Fig. 3 an arrangement of lighting sources in a cylinder shell device with or without placement of the lighting sources in a helix formation is mentioned. Other arrangements of lighting sources may also be possible within the scope of the invention. The main thing is to generate a dark-field illuminated area on selected parts of the moving object that can be used for image recording and analysis of surface quality, where disturbances from the light-field area are avoided.

For eksempel, belysningskildene kan også være arrangert i en hovedsakelig kvadratisk eller rektangulær ramme som mer eller mindre omgir objektet, og hvor alle sidene er skråstillet ved en vinkel a, p etc. med hensyn til perpendikulærene til bevegelsesaksen slik at det tildannes et mørkfeltbelyst område ved korresponderende vinkler a', p<1>etc. på objektets overflate. Dette vil spesielt være nyttbart for objekter med et kvadratisk eller rektangulær tverrsnitt. For example, the illumination sources may also be arranged in a substantially square or rectangular frame which more or less surrounds the object, and where all sides are inclined at an angle a, p etc. with respect to the perpendiculars to the axis of motion so as to form a dark-field illuminated area at corresponding angles a', p<1>etc. on the surface of the object. This will be particularly useful for objects with a square or rectangular cross-section.

I Fig. 5 er det vist en skisse over apparaturen inkludert bilde prosessering og en awisningsanordning for et bevegelig objekt. Fig. 5 shows a sketch of the apparatus including image processing and a de-icing device for a moving object.

Innfangede bilder fra kameraet(-ene) kan overfores til en bildeprosesseringsenhet som her kalles sensor PC(-er) som kommuniserer med en Master PC. Denne enheten kan prosessere bilder og ekstrahere data av betydning for den aktuelle overflate geometri og kvalitet. Data som kommer fra bildeprosesseringsenheten er sammenliknet med lagrede terskeldata representative for fastsatte verdier av akseptabel overflatekvalitet. En PLC assistert robot kan kontrolleres ved hjelp av signaler fra prosesseringsenheten og videre være innrettet for å fjerne objekter med avvist overflatekvalitet fra hovedtransportveien til objektene (ikke vist). En stroboskop-kontroll er anbrakt for å synkronisere belysningskilden(-e) og kameraet(-ene). Et frontendekamera (ikke vist) kan benyttes for å bestemme hvilken type objekt som skal inspiseres. Hastigheten til objektet kan Captured images from the camera(s) can be transferred to an image processing unit, here called sensor PC(s), which communicates with a Master PC. This unit can process images and extract data of importance for the relevant surface geometry and quality. Data coming from the image processing unit is compared with stored threshold data representative of determined values of acceptable surface quality. A PLC assisted robot can be controlled using signals from the processing unit and further be arranged to remove objects with rejected surface quality from the main transport path to the objects (not shown). A stroboscope control is provided to synchronize the illumination source(s) and the camera(s). A front end camera (not shown) can be used to determine the type of object to be inspected. The speed of the object can

bestemmes ved bruk av passende utstyr så som en omkoder. determined using suitable equipment such as a encoder.

Fig. 6 viser blemme (bilster) defekter avfotografert fra overflaten til et ekstrudert objekt. Lysfeltområdet kan ses fra venstre mot høyre noe i nærheten av midten på bildet, og en blemme (blister) kan ses som en lys overgang hvor det er en mørk flekk ovenfor og nedenfor nevnte overgang. Umiddelbart ovenfor og nedenfor nevnte blemme (blister), kan det ses ytterligere to blemmer (blisters) som relativt lyse flekker. Fig. 6 shows blister defects photographed from the surface of an extruded object. The light field area can be seen from left to right somewhat near the center of the image, and a blister (blister) can be seen as a light transition where there is a dark spot above and below said transition. Immediately above and below the aforementioned blister, two further blisters can be seen as relatively light spots.

I Figur 7 er det vist et bilde av en ekstrudert overflate og hvor det fremgår defekter av typen langsgående rille (dieline). De to runde flekkene i bildet og ytterligere en delvis synlig ved høyre kant av bildet er LED belysningskilder anbrakt i en helix-konfigurasjon (litt skråstillet i bildet). Disse belysningskildene belyser den motsatte siden av objektet. I den sentrale delen av bildet er det vist den opplyste del av objektet, hvor lysfeltområdet er den delen av overflaten som er tydelig synlig. Det lysfeltbelyste området er noe skråstillet oppad til høyre med hensyn til objektets lengdeakse. Ved den øvre og den nedre del av det lysfeltbelyste området, både i gråfeltområdet og i mørkfeltområdet er det tydelig synlige linjer, spesielt i den høyre kvart-del av bildet. Disse linjerer langsgående riller (dielines) introdusert i overflaten under ekstrudering av objektet. In Figure 7, an image of an extruded surface is shown and where defects of the longitudinal groove (dieline) type are evident. The two round spots in the image and another partially visible one at the right edge of the image are LED lighting sources placed in a helix configuration (slightly tilted in the image). These lighting sources illuminate the opposite side of the object. In the central part of the image, the illuminated part of the object is shown, where the light field area is the part of the surface that is clearly visible. The area illuminated by the light field is slightly tilted upwards to the right with respect to the object's longitudinal axis. At the upper and lower parts of the light-field illuminated area, both in the gray-field area and in the dark-field area, there are clearly visible lines, especially in the right-hand quarter of the image. These align longitudinal grooves (dielines) introduced into the surface during extrusion of the object.

I Fig. 8 er det vist såkalte fargebånd (colour streaks) som kan ses som vertikale bånd med en utstrekning i midten av bildet av objektet, og som er synlige både i mørkfeltområdet, gråfeltområdet og i lysfeltområdet. Disse defekter kan oppstå som følge av en endring i teksturen i overflaten. Utenfor selve objektet er det vist tre LED belysningskilder og delvis en fjerde, som belyser den motsatte siden av objektet. In Fig. 8, so-called color streaks are shown which can be seen as vertical bands with an extension in the middle of the image of the object, and which are visible both in the dark field area, the gray field area and in the light field area. These defects can occur as a result of a change in the texture of the surface. Outside the object itself, three LED lighting sources are shown and partly a fourth, which illuminates the opposite side of the object.

I Fig. 9 er det vist en bulk (dent) i overflaten av et objekt. Denne defekten kan ses ovenfor det kryssende lysfeltområdet, og som delvis «nedtrykker» lysfelt «slangen» i dens venstre del. Ovenfor nedtrykningen vises en mørk flekk. Slike defekter kan være introdusert ved transport når produktet forlater ekstruderingspressen. Fig. 9 shows a dent in the surface of an object. This defect can be seen above the crossing light field area, and which partially "depresses" the light field "snake" in its left part. A dark spot appears above the depression. Such defects may be introduced during transport when the product leaves the extrusion press.

Fig. 10 viser en bølgeformet defekt i et objekt, og er beliggende ovenfor lysfeltområdet. Utenfor objektet ved dets høyre side er det vist en LED belysningskilde som belyser den motsatte siden av objektet. Fig. 10 shows a wave-shaped defect in an object, and is located above the light field area. Outside the object on its right side, an LED illumination source is shown which illuminates the opposite side of the object.

Det skal forstås at informasjon fra et lysfeltområde kan også innsamles og analyseres. Spesielt kan 3D defekter, trykklinjer (pressure lines), bulker (dents), etc. i It should be understood that information from a light field area can also be collected and analyzed. In particular, 3D defects, pressure lines, dents, etc. i

ekstruderte produkter detekteres i dette området. extruded products are detected in this area.

Det skal videre forstås at den foreliggende oppfinnelse kan ha en rekke applikasjoner. For eksempel inspeksjon av produkter relatert til ekstruderingsprosesser, valseprosesser (plater og emner av metall) og støpeprosesser så som blokk- eller boltstøping kan utføres ved utnyttelse av foreliggende oppfinnelse. It should further be understood that the present invention can have a number of applications. For example, inspection of products related to extrusion processes, rolling processes (plates and metal blanks) and casting processes such as block or bolt casting can be carried out by utilizing the present invention.

Oppfinnelsen kan anvendes for inspeksjon av objekter av forskjellig materiale og overflatebehandling. For eksempel metaller (stål, aluminium og aluminiumslegeringer som kan overflatebehandles, poleres, males elter ikke-behandles på sin overflate, så som høy-reflektive), plast osv. The invention can be used for the inspection of objects of different materials and surface treatment. For example, metals (steel, aluminum and aluminum alloys that can be surface treated, polished, painted or not treated on their surface, such as highly reflective), plastics, etc.

Oppfinnelsen kan også benyttes i kombinasjon med andre oppsett av belysning, så som arrangement som kan skape en aksiell mørkfelt og/eller tangentiell mørkfelt på overflaten tit objektet. I denne type arrangement må frekvensen av bildeopptak som bildeopptakerne utfører og av-på frekvensen av de ulike typer av belysningskilder være synkronisert for å tilveiebringe optimalt resultat. Videre, bildeprosesseringen må være koordinert med de ulike kilder for avbildning. The invention can also be used in combination with other lighting setups, such as arrangements that can create an axial dark field and/or tangential dark field on the surface of the object. In this type of arrangement, the frequency of image recording performed by the image recorders and the on-off frequency of the various types of lighting sources must be synchronized to provide optimal results. Furthermore, the image processing must be coordinated with the various sources of imaging.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å inspisere i det minste en overflate av et objekt (2) som fortrinnsvis har en avlang retning (X) hvor en belysningsanordning (ID) er anbrakt i nærheten av objektet, idet fremgangsmåten videre omfatter opptak av bilder av overflaten ved i det minste en bildedigitaliserende anordning (20),karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) omfatter illuminatorer, eller en ikke-diskret lysrekke, som er anbrakt (a) langs en akse (A), hvilken akse innrettes skråstilt med en vinkel (a) i forhold til retningen (X) av objektet, på en måte der den belyser en del av overflaten til nevnte objekt (2) ved vinkel (a) med hensyn til retningen (X), eller (b) rundt objektet (2) omgivende akser (A', B'), hvilke akser er innrettet skråstilt med vinkler (a', f<T>) i forhold til retningen (X) av objektet, på en måte der den belyser deler av overflaten til nevnte objekt (2) ved vinkler (a', P') med hensyn til retningen (X), eller (c) langs en helixformet kurve, hvilken helix har en akse som er hovedsakelig parallell med lengderetningen (X) til objektet (2), slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes.1. Method for inspecting at least one surface of an object (2) which preferably has an elongated direction (X) where a lighting device (ID) is placed in the vicinity of the object, the method further comprising recording images of the surface by at least an image digitizing device (20), characterized in that the lighting device (ID) comprises illuminators, or a non-discrete line of lights, which is placed (a) along an axis (A), which axis is aligned at an angle (a) in relation to the direction (X) of the object, in such a way that it illuminates part of the surface of said object (2) at angle (a) with respect to the direction (X), or (b) around the object (2) surrounding axes (A', B'), which axes are aligned obliquely with angles (a', f<T>) in relation to the direction (X) of the object, in a way where it illuminates parts of the surface of said object (2) at angles (a' , P') with respect to the direction (X), or (c) along a helical curve, which helix has an axis which is substantially parallel to the longitudinal direction (X) of the object (2), so that in an illuminated state consisting of a dark field and a light field, defects in said surface can be visualized and imaged. 2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat overflaten til objektet (2) er belyst i en mørkfelttilstand i sin fulle bredde og hvor korresponderende bilder dekker nevnte bredde.2. Method in accordance with claim 1, characterized in that the surface of the object (2) is illuminated in a dark field state in its full width and where corresponding images cover said width. 3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er posisjonert på en slik måte at den omkranser objektet (2) delvis eller helt, og at bildedtgitaliseringsanordninger tilsvarende dekker det belyste området.3. Method in accordance with claim 1, characterized in that the lighting device (ID) is positioned in such a way that it encircles the object (2) partially or completely, and that image digitalization devices correspondingly cover the illuminated area. 4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er anbrakt på en slik måte at den hovedsakelig følger en helixformet kurve.4. Method in accordance with claim 1, characterized in that the lighting device (ID) is placed in such a way that it mainly follows a helix-shaped curve. 5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) omfatter flere belysningspunkter som aktiveres samtidig.5. Method in accordance with claim 1, characterized in that the lighting device (ID) comprises several lighting points which are activated simultaneously. 6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat objektet er anordnet for bevegelse i sin retning (X).6. Method in accordance with claim 1, characterized in that the object is arranged for movement in its direction (X). 7. Apparatur for inspeksjon av i det minste en overflate av et objekt (2) som fortrinnsvis er langstrakt i en retning (X) hvor en belysningsanordning (ID) er anbrakt i nærheten av objektet, og i det minste en bildedigitaliserende anordning (20) er anbragt for opptak av bilder av nevnte overflate,karakterisert ved at belysningsanordningen (ID) omfatter illuminatorer, eller en ikke-diskret lysrekke, som er anbrakt (a) langs en akse (A), hvilken akse er innrettet skråstilt med en vinkel (a) i forhold til retningen (X) av objektet, på en måte der den belyser en del av overflaten til nevnte objekt (2) ved vinkel (a) med hensyn til retningen (X), eller (b) rundt objektet (2) omgivende akser ( A\ B'), hvilke akser er innrettet skråstilt med vinkler (<x\ p') i forhold til retningen (X) av objektet, på en måte der den belyser deler av overflaten til nevnte objekt (2) ved vinkler (a', p') med hensyn til retningen (X), eller (c) langs en helixformet kurve, hvilken helix har en akse som er hovedsakelig parallell med lengderetningen (X) til objektet (2), slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes.7. Apparatus for inspecting at least one surface of an object (2) which is preferably elongated in a direction (X) where an illumination device (ID) is placed near the object, and at least one image digitizing device (20) is placed for recording images of said surface, characterized by that the lighting device (ID) comprises illuminators, or a non-discrete line of lights, which are placed (a) along an axis (A), which axis is aligned obliquely with an angle (a) in relation to the direction (X) of the object, on a way in which it illuminates a part of the surface of said object (2) at an angle (a) with respect to the direction (X), or (b) around the object (2) surrounding axes ( A\ B'), which axes are aligned inclined at angles (<x\ p') with respect to the direction (X) of the object, in a manner where it illuminates parts of the surface of said object (2) at angles (a', p') with respect to the direction (X ), or (c) along a helical curve, which helix has an axis substantially parallel to the longitudinal direction (X) of the object (2), so that in an illuminated state consisting of a dark field and a light field, defects in said surface can be visualized and imaged. 8. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er posisjonert i samsvar med en omgivende eller periferisk ramme med hensyn til objektet (2).8. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the lighting device (ID) is positioned in accordance with a surrounding or peripheral frame with respect to the object (2). 9. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er hovedsakelig anbrakt i samsvar med en helixformet kurve.9. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the lighting device (ID) is mainly placed in accordance with a helix-shaped curve. 10. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) omfatter flere illuminatorer som foretrekkes å være av LED (lys emitterende diode) type.10. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the lighting device (ID) comprises several illuminators which are preferably of the LED (light emitting diode) type. 11. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er representert ved et ikke-diskret lysrekke arrangement.11. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the lighting device (ID) is represented by a non-discrete light row arrangement. 12. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat det er flere bildedigitaliserende anordninger (20) eller kamera posisjonert ovenfor flaten som skal avbildes.12. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that there are several image digitizing devices (20) or cameras positioned above the surface to be imaged. 13. Apparatur i samsvar med krav 13,karakterisert vedat det er fortrinnsvis seks bildedigitaliserende anordninger (20) anbrakt på en slik måte at de omgir objektet, og er videre anbrakt med en innbyrdes vinkelmessig distanse på 60°.13. Apparatus in accordance with claim 13, characterized in that there are preferably six image digitizing devices (20) placed in such a way that they surround the object, and are further placed with a mutual angular distance of 60°. 14. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat de bildene som tas er overført til en bildeprosesseringsenhet.14. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the images taken are transferred to an image processing unit. 15. Apparatur i samsvar med krav 15,karakterisert vedat data som kommer fra bildeprosesseringsenheten er sammenliknet med lagrede terskeldata representative for fastsatte verdier for akseptert overflatekvalitet.15. Apparatus in accordance with claim 15, characterized in that data coming from the image processing unit is compared with stored threshold data representative of determined values for accepted surface quality. 16. Apparatur i samsvar med krav 15,karakterisert vedat en robot mottar signaler fra nevnte bildeprosesseringsenhet og er videre anordnet for å fjerne objekter med forkastet overflatekvalitet.16. Apparatus in accordance with claim 15, characterized in that a robot receives signals from said image processing unit and is further arranged to remove objects with rejected surface quality. 17. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet og/eller apparaturen er anbrakt for bevegelse i en retning (X).17. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the object and/or the apparatus is arranged for movement in one direction (X). 18. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er tildannet av aluminium eller en aluminiumslegering.18. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the object is made of aluminum or an aluminum alloy. 19. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er tildannet av et plastmateriale.19. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the object is made of a plastic material. 20. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er laget ved en ekstruderingsprosess.20. Apparatus in accordance with claim 8, characterized in that the object is made by an extrusion process.
NO20092602A 2009-07-08 2009-07-08 Procedures and apparatus for surface inspection NO336577B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20092602A NO336577B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Procedures and apparatus for surface inspection
PCT/NO2010/000264 WO2011005110A1 (en) 2009-07-08 2010-07-02 Method and apparatus for inspection of surfaces
EP10797349A EP2452181A4 (en) 2009-07-08 2010-07-02 Method and apparatus for inspection of surfaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20092602A NO336577B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Procedures and apparatus for surface inspection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO20092602A1 NO20092602A1 (en) 2011-01-10
NO336577B1 true NO336577B1 (en) 2015-09-28

Family

ID=43429375

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20092602A NO336577B1 (en) 2009-07-08 2009-07-08 Procedures and apparatus for surface inspection

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2452181A4 (en)
NO (1) NO336577B1 (en)
WO (1) WO2011005110A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102636492B (en) * 2012-04-18 2013-10-23 湖南大学 High-speed visual on-line detection equipment for surface defects of steel rails
US9833962B2 (en) 2014-02-26 2017-12-05 Toyota Motor Engineering & Manufacturing Norh America, Inc. Systems and methods for controlling manufacturing processes
JP6278274B2 (en) * 2014-11-28 2018-02-14 日立金属株式会社 Method for inspecting flat enameled wire and inspection device for flat enameled wire
CN113533368B (en) * 2021-05-24 2022-10-21 国网河北省电力有限公司衡水供电分公司 Electric pole crack detection device, control method and control terminal

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2104671B1 (en) * 1970-06-26 1973-05-25 Cit Alcatel
GB1407409A (en) * 1971-10-27 1975-09-24 Ferranti Ltd Detection of blemishes in a surface
GB1541214A (en) * 1974-12-11 1979-02-28 Atomic Energy Authority Uk Optical apparatus
JPS59197840A (en) * 1983-04-25 1984-11-09 Fujitsu Autom Kk Automatic defect detecting device of high-speed moving continuous paper
EP0898163B1 (en) * 1997-08-22 2000-11-08 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Förderung Der Angewandten Forschung E.V. Method and apparatus for automatic inspection of moving surfaces
US6327374B1 (en) * 1999-02-18 2001-12-04 Thermo Radiometrie Oy Arrangement and method for inspection of surface quality
DE102004052508B4 (en) * 2004-10-21 2006-08-03 Pixargus Gmbh System and method for measuring and monitoring the surface of a body

Also Published As

Publication number Publication date
NO20092602A1 (en) 2011-01-10
EP2452181A1 (en) 2012-05-16
EP2452181A4 (en) 2012-12-19
WO2011005110A1 (en) 2011-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11024020B2 (en) Method and system for automatic quality inspection of materials and virtual material surfaces
US6166393A (en) Method and apparatus for automatic inspection of moving surfaces
US8050486B2 (en) System and method for identifying a feature of a workpiece
KR101773791B1 (en) Method and device for inspecting surfaces of an examined object
US6525333B1 (en) System and method for inspecting containers with openings with pipeline image processing
Rosati et al. Real-time defect detection on highly reflective curved surfaces
JP6264132B2 (en) Inspection device and inspection method for painted surface of vehicle body
KR100894684B1 (en) Inspection Apparatus and Method for Dectecting Surface Defects of Metal Plate Using Vision System and Laser Depth Profiler
US20140152808A1 (en) Method and device for the reliable detection of material defects in transparent material
JP2017198612A (en) Inspection device, inspection system, and method for manufacturing article
CN110231352B (en) Image inspection apparatus, image inspection method, and image inspection recording medium
JP2009115613A (en) Foreign matter inspecting apparatus
US10261028B2 (en) Device for optically inspecting a surface of a sample
JP4739044B2 (en) Appearance inspection device
JP2017040510A (en) Inspection apparatus, inspection method, and object manufacturing method
NO336577B1 (en) Procedures and apparatus for surface inspection
CN111968100B (en) Machine vision detection method and system
JP6321709B2 (en) Surface wrinkle inspection method
US20070115462A1 (en) Method for inspecting the quality criteria of flat textile structures embodied in a multi-layer form according to a contour
JP2019215206A (en) Surface inspection device and surface inspection method
EP3574471A1 (en) Method and apparatus for counting bars
JP7136064B2 (en) Apparatus for inspecting surface of object to be inspected and method for inspecting surface of object to be inspected
JP6695253B2 (en) Surface inspection device and surface inspection method
Cheah et al. Optimum Illumination for Real-time Wiper Arm Defect Detection
NO972870L (en) Optical inspection device for on-line inspection of welding and solder seams

Legal Events

Date Code Title Description
CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: SAPA AS, NO

MM1K Lapsed by not paying the annual fees