NO336577B1 - Fremgangsmåte og apparatur for inspeksjon av overflater - Google Patents

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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 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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Videre representerer den fordeler med hensyn til en kvantitativ inspeksjon av tilvirkede produkter.

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

lengderetningen X til objektet,

slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes.

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

(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

lengderetningen X til objektet,

slik at i en belyst tilstand bestående av mørkfelt og lysfelt kan defekter i nevnte overflate visualiseres og avbildes.

Disse og ytterligere fordeler kan oppnås ved oppfinnelsen som definert i de vedføyde patentkrav.

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

oppfinnelse, sett ovenfra,

Fig. 2 viser det prinsipielle oppsett som vist i Fig. 1, sett fra en side og som videre

viser en bildedigitaliseirngsanordning,

Fig. 3 viser en andre utførelse av oppfinnelsen, omfattende et arrangement som

belyser mer enn en side av objektet som skal inspiseres,

Fig. 4 viser en tredje utførelse av oppfinnelsen, tilsvarende det som fremgår av Fig. 3,

men med en helix formet, ikke-diskret belysning,

Fig. 5 viser en skisse av apparaturen inkludert bildebehandling og

forkastelsesanordning,

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

defekt) som overflatedefekt,

Fig. 8 viser et bilde av en overflate med fargeband (colour streaks) som defekt,

Fig. 9 viser et bilde av en overflate som har en bulk (dent) som defekt,

Fig. 10 viser et bilde av en overflate som har en bølge (wave) som defekt.

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).

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.

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.

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)

(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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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),

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

De ovenfor nevnte utførelser relatert til en helix konfigurasjon av belysningsanordningen kan benevnes «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.

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.

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.

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.

I Fig. 5 er det vist en skisse over apparaturen inkludert bilde prosessering og en awisningsanordning for et bevegelig objekt.

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

bestemmes ved bruk av passende utstyr så som en omkoder.

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.

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.

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.

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. 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.

Det skal forstås at informasjon fra et lysfeltområde kan også innsamles og analyseres. Spesielt kan 3D defekter, trykklinjer (pressure lines), bulker (dents), etc. i

ekstruderte produkter detekteres i dette området.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er anbrakt på en slik måte at den hovedsakelig følger en helixformet kurve.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) omfatter flere belysningspunkter som aktiveres samtidig.

6. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1,karakterisert vedat objektet er anordnet for bevegelse i sin retning (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.

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).

9. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er hovedsakelig anbrakt i samsvar med en helixformet kurve.

10. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) omfatter flere illuminatorer som foretrekkes å være av LED (lys emitterende diode) type.

11. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat belysningsanordningen (ID) er representert ved et ikke-diskret lysrekke arrangement.

12. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat det er flere bildedigitaliserende anordninger (20) eller kamera posisjonert ovenfor flaten som skal avbildes.

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°.

14. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat de bildene som tas er overført til en bildeprosesseringsenhet.

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.

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.

17. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet og/eller apparaturen er anbrakt for bevegelse i en retning (X).

18. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er tildannet av aluminium eller en aluminiumslegering.

19. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er tildannet av et plastmateriale.

20. Apparatur i samsvar med krav 8,karakterisert vedat objektet er laget ved en ekstruderingsprosess.