WO2004003845A1 - Vorrichtung und verfahren zur detektion der kontur beliebiger teile, insbesondere von gussteilen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur detektion der kontur beliebiger teile, insbesondere von gussteilen Download PDF

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WO2004003845A1
WO2004003845A1 PCT/DE2003/001701 DE0301701W WO2004003845A1 WO 2004003845 A1 WO2004003845 A1 WO 2004003845A1 DE 0301701 W DE0301701 W DE 0301701W WO 2004003845 A1 WO2004003845 A1 WO 2004003845A1
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Jürgen BEYERER
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    • G06T2207/30164—Workpiece; Machine component

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting the contour of any parts, in particular cast parts, cores or the like, preferably for determining burrs to be removed from cast parts, cores or the like, the parts being positioned on a base or a base.
  • the present invention relates to a method for detecting the contour of any parts, in particular cast parts, cores or the like, preferably for determining burrs to be removed from cast parts, cores or the like, in particular for using a device.
  • the present invention relates generally to the field of foundry technology.
  • the cast parts produced by casting such as swivel bearing parts, must be deburred after casting. In any case, a quality check must be carried out to determine whether the parts have burrs that have to be removed.
  • a similar situation arises with cores for completing core packages, which in turn are used as molds for casting in foundry technology.
  • the present invention is therefore based on the object of designing and developing a device and a method for detecting the contour of any parts, in particular cast parts, cores or the like, in such a way that burrs to be removed can be detected safely and with simple means.
  • a generic device is characterized in that the base is provided with a retroreflective layer, coating, overlay, film, etc. - retroreflective layer - and that of the base retroreflected light can be detected by a camera.
  • the above object is achieved in that the part to be detected is positioned on a retroreflective background, that the part is illuminated together with the background and that the retroreflected light is recorded with a camera, the retroreflected light as appears bright directly from a light source and is less reflected by the parts.
  • the base on which the parts lie for example the pallet, is provided with a retroreflective layer, paint, coating, film, etc. It is a material as is known from the coating of motor vehicle signs.
  • a camera is used for the detection, from which light is directly arranged - through the lens - around the lens or from outside into the beam path of the lens to the part to be detected.
  • the center of the light source lies - at least virtually - in the optical axis or in the beam path of the objective. Due to the retroreflective layer, the light is sent back directly to the light source and gets directly into the lens. As a result, the background appears bright as a light source and the object or part appears lighter in comparison to the retroreflective background. As a result, the contour or silhouette of the part can be recorded in an ideal manner.
  • the light could be emitted through the lens. It is also conceivable to arrange a light source, preferably in a circle, around the objective. Light emitting diodes are particularly suitable for this. It is also conceivable to couple the light from a separate light source into the beam path of the camera, similarly as is known from microscopy. In any case, it is important that the light returns directly to the camera or lens and is detected there. The retroreflective background thus appears like a light source and the object is detected much darker. The contours of the part can thus be clearly depicted.
  • FIG. 1 shows a schematic view of the basic functioning of an exemplary embodiment of a device according to the invention and the principle on which the method according to the invention is based.
  • the light 1 comes at least approximately virtually from the projection center of the objective 2.
  • the object 4 located in front of a retroreflector 3 is irradiated with it. Ordinary scattered light is produced on the object surface 5.
  • the retroreflector 3 sends the light 6 back in the same way, so that the camera 7 looks almost directly into the light source 8. This results in the effect according to the invention, according to which a clean silhouette image is created as the basis for a contour inspection.
  • the objective 2 has integrated lighting.
  • a ring light can be arranged close to the object. In any case, it is essential that the light 1 actually or approximately comes from the projection center of the optical image of the objective 2.
  • a core or casting is symbolically represented as object 4.
  • the retroreflector 3 is provided as the background, which is the coating of a base, a pallet or the like.
  • the retroreflector 3 does not necessarily have to be flat or planar. Retroreflector foils or retroreflector colors can be used to create the appropriate background so that the object surfaces can be provided with them.

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Abstract

Eine Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie, etc. - Retroreflexionsschicht - versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht (6) von einer Kamera (7) detektierbar ist. Des Weiteren ist ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, angegeben.

Description

„Vorrichtung und Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen"
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen insbesondere zur Nutzung einer Vorrichtung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein das Gebiet der Gießereitechnik. Die durch Gießen hergestellten Gussteile, so beispielsweise Schwenklagerteile, sind nach dem Gießen zu entgraten. Auf jeden Fall hat eine Qualitätsprüfung dahingehend stattzufinden, ob die Teile Grate aufweisen, die zu entfernen sind. Eine ähnliche Situation ergibt sich bei Kernen zur Komplettierung von Kernpaketen, die wiederum als Formen zum Gießen in der Gießereitechnik verwendet werden.
Abgesehen von der herkömmlichen Sichtprüfung ist es bisher nur bedingt möglich gewesen, die zu entfernenden Grate zuverlässig - automatisch - zu detektieren. So hat man bislang versucht, diese mittels Kamera zu erkennen, um anschließend eine Bearbeitung vorzunehmen. Je nach Reflexionsgrat der Teile ist dies gerade im Randbereich der Teile äußerst schwierig und daher unzuverlässig.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen derart auszugestalten und weiterzubilden, dass zu entfernende Grate sicher und mit einfachen Mitteln detektierbar sind.
Die vorliegende Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 6 gelöst. Danach ist eine gattungsbildende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie, etc. - Retroreflexionsschicht - versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht von einer Kamera detektierbar ist. Im Hinblick auf das erfindungsgemäße Verfahren ist die voranstehende Aufgabe dadurch gelöst, dass das zu detektierende Teil auf einem retroreflektierenden Untergrund positioniert wird, dass das Teil gemeinsam mit dem Untergrund beleuchtet wird und dass das retroreflektierte Licht mit einer Kamera aufgenommen wird, wobei das retroreflektierte Licht wie unmittelbar von einer Lichtquelle hell erscheint und von den Teilen weniger reflektiert wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Idee beruht darauf, dass die Kontur bzw. Silhouette des jeweiligen Teils detektiert wird. Dazu wird die Unterlage, auf der die Teile liegen, so beispielsweise die Palette, mit einer retroreflektierenden Schicht, Lackierung, Beschichtung, Folie, etc. versehen. Dabei handelt es sich um ein Material, wie es aus der Beschichtung von Kfz-Schildern bekannt ist.
Des Weiteren wird zur Detektion eine Kamera verwendet, von der unmittelbar - durch das Objektiv hindurch - um das Objektiv herum angeordnet oder von außerhalb in den Strahlengang des Objektivs eingeblendet Licht zu dem zu detektieren- den Teil gesandt wird. Letztendlich liegt das Zentrum der Lichtquelle - zumindest virtuell - in der optischen Achse bzw. im Strahlengang des Objektivs. Aufgrund der retroreflektierenden Schicht wird das Licht unmittelbar zu der Lichtquelle zurückgeschickt und gelangt unmittelbar in das Objektiv. Dadurch erscheint der Hintergrund hell wie eine Lichtquelle und das Objekt bzw. das Teil erscheint im Vergleich zu dem retroreflektierenden Hintergrund heller. Folglich lässt sich so in idealer Weise die Kontur bzw. Silhouette des Teils aufnehmen.
Wie bereits zuvor gesagt, könnte das Licht durch das Objektiv hindurch ausgesandt werden. Ebenso ist es denkbar, um das Objektiv herum eine Lichtquelle vorzugsweise kreisförmig anzuordnen. Dazu eignen sich ganz besonders Leuchtdioden. Ebenso ist es denkbar, das Licht von einer separaten Lichtquelle in den Strahlengang der Kamera einzukoppeln, ähnlich, wie dies aus der Mikroskopie bekannt ist. Wichtig ist jedenfalls, dass das Licht direkt zu der Kamera bzw. Objektiv zurückkehrt und dort detektiert wird. Der retroreflektierende Hintergrund erscheint somit wie eine Lichtquelle und das Objekt wird wesentlich dunkler detektiert. Somit lassen sich die Konturen des Teils eindeutig abbilden. Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu sei einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 6 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung verwiesen. In der Zeichnung zeigt die einzige
Fig. in einer schematischen Ansicht die grundsätzliche Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie das dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegende Prinzip.
Gemäß der Darstellung in der einzigen Fig. kommt das Licht 1 zumindest näherungsweise virtuell aus dem Projektionszentrum des Objektivs 2. Damit wird das sich vor einem Retroreflektor 3 befindliche Objekt 4 bestrahlt. An der Objektoberfläche 5 entsteht gewöhnliches Streulicht. Der Retroreflektor 3 schickt das Licht 6 auf dem selben Weg wieder zurück, so dass die Kamera 7 quasi direkt in die Lichtquelle 8 blickt. Daraus ergibt sich der erfindungsgemäße Effekt, wonach ein sauberes Silhouettenbild als Grundlage einer Konturinspektion entsteht.
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel weist das Objektiv 2 eine integrierte Beleuchtung auf. Alternativ ist ein Ringlicht dicht um das Objekt herum angeordnet möglich. Wesentlich ist jedenfalls, dass das Licht 1 tatsächlich oder näherungsweise aus dem Projektionszentrum der optischen Abbildung des Objektivs 2 kommt.
Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel ist als Objekt 4 symbolisch ein Kern oder Gussteil dargestellt. Als Hintergrund ist der Retroreflektor 3 vorgesehen, bei dem es sich um die Beschichtung einer Unterlage, einer Palette oder dergleichen handelt. Der Retroreflektor 3 muss nicht zwingend flach bzw. eben ausgebildet sein. Retroreflektorfolien oder Retroreflektorfarben lassen sich zur Erzeugung des entsprechenden Hintergrunds verwenden, so dass die Objektoberflächen damit versehen werden können.
Schließlich sei angemerkt, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel gemäß der einzigen Fig. lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen, vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen, wobei die Teile auf einem Untergrund bzw. einer Unterlage positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterlage mit einer retroreflektierenden Schicht, Beschichtung, Auflage, Folie, etc. - Retroreflexionsschicht - versehen ist und dass das von der Unterlage retroreflektierte Licht (6) von einer Kamera
(7) detektierbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle
(8) in die Kamera (7) integriert ist und das Licht (1) durch das Objektiv (2) hindurch in den Strahlengang der Kamera (7) ausgesandt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (8) unmittelbar um das Objektiv (2) herum angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Lichtquelle (8) um Leuchtdioden handelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (8) in einem separaten Bauteil angeordnet ist und dass das Beleuchtungslicht (1) in den Strahlengang des Objektivs (2) einkoppelbar ist.
6. Verfahren zur Detektion der Kontur beliebiger Teile, insbesondere von Gussteilen, Kernen oder dergleichen vorzugsweise zur Ermittlung zu entfernender Grate an Gussteilen, Kernen oder dergleichen insbesondere zur Nutzung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zu detektierende Teil auf einem retroreflektierenden Untergrund positioniert wird, dass das Teil gemeinsam mit dem Untergrund beleuchtet wird und dass das retroreflektierte Licht (6) mit einer Kamera (7) aufgenommen wird, wobei das retroreflektierte Licht (6) wie unmittelbar von einer Lichtquelle (8) hell erscheint und von den Teilen weniger reflektiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungslicht (1) von der Kamera (7) durch das Objektiv (2) hindurch, von einer um das Objektiv (2) herum angeordneten Lichtquelle (8) oder von einer außerhalb angeordneten Lichtquelle (8) in den Strahlengang der Kamera (7) eingekoppelt wird.
PCT/DE2003/001701 2002-07-01 2003-05-23 Vorrichtung und verfahren zur detektion der kontur beliebiger teile, insbesondere von gussteilen WO2004003845A1 (de)

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