WO2017157371A1 - Vorrichtung und verfahren zur automatisierten visuellen kontrolle einer oberfläche mindestens eines sphärischen körpers - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur automatisierten visuellen kontrolle einer oberfläche mindestens eines sphärischen körpers Download PDF

Info

Publication number
WO2017157371A1
WO2017157371A1 PCT/DE2017/100109 DE2017100109W WO2017157371A1 WO 2017157371 A1 WO2017157371 A1 WO 2017157371A1 DE 2017100109 W DE2017100109 W DE 2017100109W WO 2017157371 A1 WO2017157371 A1 WO 2017157371A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
spherical body
manipulator
axis
camera
examination
Prior art date
Application number
PCT/DE2017/100109
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dominik Jäger
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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 Schaeffler Technologies AG & Co. KG filed Critical Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Publication of WO2017157371A1 publication Critical patent/WO2017157371A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/0002—Arrangements for supporting, fixing or guiding the measuring instrument or the object to be measured
    • G01B5/0004—Supports
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8803—Visual inspection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/91—Investigating the presence of flaws or contamination using penetration of dyes, e.g. fluorescent ink
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/951—Balls

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for automated visual inspection of a surface of at least one spherical body, in particular a rolling element for a roller bearing.
  • DE 102 35 964 B3 discloses an apparatus and a method for the visual inspection of spherical surfaces.
  • the device is intended to unroll a ball on defined unrolling tracks and to this end comprises an inclined cover plate via a rolling plate mounted on two guides and on which a handle is fixed by means of which the rolling plate can be moved in the plane. Further, the device comprises a link at the inner edges along the handle can be moved and two contact surfaces, which are fixed by means of longitudinal guides on the cover plate and form two sides of a triangle in the closed state in which the ball is in the rolling process, wherein the inclined Arrangement of the cover plate and thus the rolling plate ensures that the ball remains in the unrolling position.
  • the object of the invention is to provide an apparatus and a method for automated visual inspection of a surface of a spherical body, in particular to reduce the time required for visual inspection and to ensure that the entire surface of the spherical body can be reliably controlled.
  • the inventive device for automated visual inspection of a surface of at least one spherical body comprises an adjusting device, a manipulator, a camera device and an evaluation device, wherein the adjusting device is provided for moving the at least one spherical body at least within the device, wherein the manipulator for Rotation of the at least one spherical body for the automated visual inspection is provided by means of camera device and wherein the evaluation device is provided for troubleshooting and fault diagnosis.
  • spherical bodies are in particular To understand rolling elements of any kind, preferably ball bearings or cylindrical roller bearings. In other words, the complete control of the surface of the at least one spherical body by means of the aforementioned device is automated and thus requires no action by a person.
  • the adjusting device is preferably designed as a robot arm and fully automatically controlled.
  • the adjusting device has a multi-finger or a suction gripper for gripping the at least one spherical body.
  • the camera device comprises at least one camera, which is connected to the evaluation device.
  • the evaluation device is designed in particular as a computer machine and enables a fast and reliable evaluation of the image recordings fed in by the camera device.
  • the device comprises a cleaning device at least for cleaning the surface of the at least one spherical body.
  • a cleaning device at least for cleaning the surface of the at least one spherical body.
  • at least the spherical body and / or the adjusting device are cleaned by means of the cleaning device.
  • the manipulator preferably has means for positioning and rotating the at least one spherical body relative to the camera device.
  • the means for positioning and rotating the at least one spherical body comprise two horizontally and mutually parallel rod-shaped elements for positioning and supporting the at least one spherical body between the two rod-shaped elements and means for positioning and rotating the at least one spherical body relative to the two rod-shaped elements and two holding elements for rotation of the at least one spherical body relative to the camera device.
  • the means for positioning and rotating the at least one spherical body have a substantially vertically arranged mandrel and two substantially horizontally arranged mandrels, wherein the horizontally arranged mandrels for clamping of the at least one spherical body between the two spikes preferably have a spring element.
  • the method according to the invention for operating the device according to the invention comprises the following method steps: machining a surface of the at least one spherical body, inserting the at least one spherical body by means of the adjusting device, into the manipulator, rotating the at least one spherical body by means of a manipulator for automated control of the Surface of the at least one spherical body, generating at least one image recording with the camera device, as well as examination and evaluation of the respective image recording by means of evaluation device.
  • the image acquisition is formed from a multiplicity of pixels arranged one after the other in a plane.
  • the images are digital and preferably high resolution.
  • the examination of the respective image recording takes place by an examination of contrast differences of adjacent pixels.
  • a plurality of pixels of different contrast are examined and compared with each other.
  • the spherical body can be cleaned by means of the cleaning device.
  • the examination of the respective image recording is performed by an examination of geometric features.
  • defects can be cracks as well as star-shaped or C-shaped breakouts. If certain geometrical dimensions are found, the exclusion of contamination of the at least one spherical body, by means of the cleaning device to be cleaned.
  • a magnetic particle inspection serves to visualize imperfections on metallic spherical bodies.
  • the automated classification of the imperfections on the basis of geometric features such as preferably the error form and the error depth is also used for the investigation and the statistical evaluation of causes of errors. Typical defects are cracks. On the basis of the type of error in particular conclusions can be made on the cause of the error.
  • a penetration test is performed as part of the processing of the surface of the at least one spherical body at least partially.
  • the device 1 according to the invention for the automated visual inspection of a surface 2 of a spherical body 3 comprises an adjusting device 4, a manipulator 5, a camera device 6, an evaluation device 7 and a cleaning device 8 ,
  • the surface 2 of the spherical body 3 is subjected to a surface treatment, in particular a penetration test with colorant before inserting the spherical body 3 in the manipulator 5.
  • the application of colorant to the surface 2 of the spherical body 3 is done by soaking in a dye bath or spraying.
  • the color penetrates by capillary forces of cracks and pores in the surface 2.
  • the surface is cleaned and a developer for absorbing the colorant present in the cracks and pores is applied to the surface 2 of the spherical body 3.
  • the indentation test is just one of many possible methods of making defects in a surface of a body identifiable. Other related methods are also conceivable.
  • a magnetic particle inspection can be performed as part of the processing of the surface 2 of the spherical body 3 at least partially a magnetic particle inspection can be performed.
  • the spherical body 3 is inserted by means of adjusting device 4 in the manipulator 5.
  • the spherical body 3 and / or the adjusting device 4 are cleaned by means of a cleaning device 8 before inserting the spherical body 3 into the manipulator 5.
  • the cleaning device 8 has a brush 13, which is provided with a suitable cleaning agent for cleaning the spherical body 3 and / or the adjusting device 4.
  • the adjusting device 4 is designed as a three-dimensionally movable robot arm 9 with a suction cup 10.
  • the manipulator 5 has means for positioning and rotating the spherical body 3 relative to the camera device 6.
  • the spherical Body 3 by means of manipulator 5 for automated control of the surface 2 of the spherical body 3 is rotated.
  • the spherical body 3 is first held by the holding elements 1 1 a, wherein the holding elements 1 1 a is rotated by 360 °. During rotation, a circumferential strip of the surface 2 of the spherical body 3 becomes flaws and cracks controlled.
  • 6 image recordings are generated with the camera device 6 and transmitted to the evaluation device 7.
  • the respective image recording consists of a multiplicity of pixels arranged one after the other in a plane.
  • the examination of the image acquisition takes place by an investigation of contrast differences of adjacent pixels.
  • the examination of the image acquisition can be carried out by an examination of geometric features of the spherical body 3.
  • the image recordings are evaluated fully automatically by means of evaluation device 7, whereby possibly defects and cracks are diagnosed.
  • the holding element 1 1 b is coupled to the spherical body 3 and simultaneously decouples the holding element 1 1 a from the spherical body 3.
  • the spherical body 3 is then rotated by a few degrees by means of holding element 1 1 b.
  • the holding element 1 1 b is decoupled from the spherical body 3 and at the same time the holding element 1 1 a coupled to the spherical body 3.
  • the spherical body 3 is thus again held by the holding element 11a, wherein the holding element 11a rotates the spherical body 3 by 360 ° in order to control a further peripheral strip of the surface 2 of the spherical body 3 for defects.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche (2) mindestens eines sphärischen Körpers (3). Dabei umfasst die Vorrichtung (1) eine Stellvorrichtung (4), einen Manipulator (5), eine Kameravorrichtung (6) und eine Auswertvorrichtung (7). Ferner umfasst das Verfahren die Verfahrensschritte: Bearbeitung einer Oberfläche (2) mindestens eines sphärischen Körpers (3), Einlegen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) mittels einer Stellvorrichtung (4), in einen Manipulator (5), Drehen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) mittels Manipulator (5) zur automatisierten Kontrolle der Oberfläche (2) des mindestens einen sphärischen Körpers (3), Erzeugung mindestens einer Bildaufnahme mit der Kameravorrichtung (6), und Untersuchung und Auswertung der Bildaufnahme mittels Auswerteinrichtung (7).

Description

Vorrichtung und Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche mindestens eines sphärischen Körpers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche mindestens eines sphärischen Körpers, insbesondere eines Wälzkörpers für ein Wälzlager.
Aus der DE 102 35 964 B3 geht eine Vorrichtung und ein Verfahren zur visuellen Kontrolle von Kugeloberflächen hervor. Die Vorrichtung ist dazu vorgesehen eine Kugel auf definierten Abrollspuren abzurollen und umfasst dazu eine schräge Deckplatte über eine Abrollplatte, die auf zwei Führungen montiert ist, und auf der ein Handgriff befestigt ist, mit dessen Hilfe die Abrollplatte in der Ebene bewegt werden kann. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Kulisse an deren Innenkanten entlang der Handgriff bewegt werden kann und zwei Anlageflächen, die mittels Längsführungen an der Deckplatte befestigt sind und die in geschlossenem Zustand zwei Seiten eines Dreiecks ausbilden, in dem sich die Kugel beim Abrollvorgang befindet, wobei die schräge Anordnung der Deckplatte und damit der Abrollplatte gewährleistet, dass die Kugel in der Abrollposition verbleibt. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche eines sphärischen Körpers zu schaffen, um insbesondere den Zeitbedarf der visuellen Kontrolle zu reduzieren und zu gewährleisten, dass die gesamte Oberfläche des sphärischen Körpers zuverlässig kontrollierbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche mindestens eines sphärischen Körpers umfasst eine Stellvorrichtung, einen Manipulator, eine Kameravorrichtung und eine Auswertvorrichtung, wobei die Stellvorrichtung zum Bewegen des mindestens einen sphärischen Körpers zumindest inner- halb der Vorrichtung vorgesehen ist, wobei ferner der Manipulator zur Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers für die automatisierte visuelle Kontrolle mittels Kameravorrichtung vorgesehen ist und wobei die Auswerteinrichtung zur Fehlersuche und Fehlerdiagnose vorgesehen ist. Unter sphärischen Körpern sind insbesondere Wälzkörper jeglicher Art, vorzugsweise von Kugellagern oder Zylinderrollenlagern zu verstehen. Mit anderen Worten erfolgt die vollständige Kontrolle der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers mittels der zuvor genannten Vorrichtung automatisiert und bedarf somit keines Zutuns einer Person. Diese Automatisierung redu- ziert erheblich die Prüfungsdauer pro sphärischen Körper. Insbesondere können zwei, drei oder mehrere sphärische Körper auf den Manipulator aufgerüstet werden, um gleichzeitig oder nacheinander untersucht zu werden. Ferner wird auch die Bewegungsgeschwindigkeit des mindestens einen sphärischen Körpers innerhalb der Vorrichtung erheblich erhöht und somit die Aufrüstzeit der Vorrichtung im Gegensatz zu einer manuellen Aufrüstung verkürzt. Die Stellvorrichtung ist bevorzugt als Roboterarm ausgebildet und vollautomatisch steuerbar. Insbesondere weist die Stellvorrichtung einen Mehrfinger oder einen Sauggreifer zum Greifen des mindestens einen sphärischen Körpers auf. Die Kameravorrichtung umfasst zumindest eine Kamera, die mit der Auswerteinrichtung verbunden ist. Die Auswerteinrichtung ist insbesondere als Rechnermaschine ausgebildet und ermöglicht eine schnelle und zuverlässige Auswertung der durch die Kameravorrichtung eingespeisten Bildaufnahmen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Reinigungsvorrichtung zumindest zur Reinigung der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers. Insbesondere werden zumindest der sphärische Körper und/oder die Stellvorrichtung mittels der Reinigungsvorrichtung gereinigt.
Bevorzugt weist der Manipulator Mittel zur Positionierung und Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers relativ zur Kameravorrichtung auf. Insbesondere um- fassen die Mittel zur Positionierung und Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers zwei horizontal und parallel zueinander angeordnete stabförmige Elemente zur Positionierung und Lagerung des mindestens einen sphärischen Körpers zwischen den beiden stabförmigen Elementen sowie Mittel zur Positionierung und Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers relativ zu den beiden stabförmigen Elementen sowie zwei Halteelemente zur Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers relativ zur Kameravorrichtung. Ferner ist es auch denkbar, dass die Mittel zur Positionierung und Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers einen im Wesentlichen vertikal angeordneten Dorn und zwei im Wesentlichen horizontal angeordnete Dorne aufweisen, wobei die horizontal angeordneten Dorne zur Verspannung des mindestens einen sphärischen Körpers zwischen den beiden Dornen vorzugsweise ein Federelement aufweisen.
Ferner umfasst das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben der erfindungsge- mäßen Vorrichtung folgende Verfahrensschritte: Bearbeitung einer Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers, Einlegen des mindestens einen sphärischen Körpers mittels der Stellvorrichtung, in den Manipulator, Drehen des mindestens einen sphärischen Körpers mittels Manipulator zur automatisierten Kontrolle der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers, Erzeugung mindestens einer Bildauf- nähme mit der Kameravorrichtung, sowie Untersuchung und Auswertung der jeweiligen Bildaufnahme mittels Auswerteinrichtung.
Vorzugsweise wird die Bildaufnahme aus einer Vielzahl in einer Ebene aneinandergereihter Pixeln gebildet. Mit anderen Worten sind die Bildaufnahmen digital und vor- zugsweise hochauflösend.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Prüfung der jeweiligen Bildaufnahme durch eine Untersuchung von Kontrastunterschieden nebeneinander liegender Pixel. Insbesondere werden zur Feststellung der Größe einer Fehlstelle an der Ober- fläche des mindestens einen sphärischen Körpers eine Vielzahl von Pixel unterschiedlichen Kontrastes untersucht und miteinander verglichen. Wenn bestimmte Kontrastunterschiede festgestellt werden, kann zum Ausschluss einer Verunreinigung des mindestens einen sphärischen Körpers der sphärische Körper mittels der Reinigungsvorrichtung gereinigt werden. Ferner ist es denkbar die Bildaufnahmen mit Referenz- daten zu vergleichen um mögliche Fehlstellen an der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers zu erfassen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Prüfung der jeweiligen Bildaufnahme durch eine Untersuchung von geometrischen Merkmalen. Hierbei besteht die Möglichkeit, vorzugsweise für statistische Zwecke, Fehlstellen automatisiert zu klassifizieren und diese nach der Fehlerart zu sortieren. Typische Fehlstellen können Risse sowie sternförmige- oder C-förmige Ausbrüche sein. Wenn bestimmte geometrische Abmessungen festgestellt werden, kann zum Ausschluss einer Verunreinigung des mindestens einen sphärischen Körpers, dieser mittels der Reinigungs- vorrichtung gereinigt werden. Ferner ist es denkbar die Bildaufnahmen mit Referenzdaten zu vergleichen um mögliche Fehlstellen an der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers zu erfassen. Anhand der Fehlerart können insbesondere Rückschlüsse auf die Fehlerursache getroffen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird im Rahmen der Bearbeitung der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers zumindest teilweise eine Magnetpulverprüfung durchgeführt. Diese dient dazu, Fehlstellen auf metallischen sphärischen Körpern sichtbar zu machen. Die automatisierte Eingruppierung der Fehlstellen anhand von geometrischen Merkmalen wie vorzugsweise der Fehlerform sowie der Fehlertiefe dient dabei ebenfalls der Untersuchung sowie der statistischen Auswertung von Fehlerursachen. Typische Fehlstellen sind etwa Risse. Anhand der Fehlerart können insbesondere Rückschlüsse auf die Fehlerursache getroffen werden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird im Rahmen der Bearbeitung der Oberfläche des mindestens einen sphärischen Körpers zumindest teilweise eine Eindringprüfung durchgeführt. Da nicht ausgeschlossen werden kann, dass es zur Verschleppung von Eindringmittel innerhalb der Vorbereitung des mindestens einen sphärischen Körpers sowie beim Prüfprozess selber kommen kann und somit zu Pseudofehlstellen, die zum Ausschluss von Gutteilen führen, ist vorzugsweise eine Reinigung des mindestens einen sphärischen Körpers mittels der Reinigungsvorrichtung nach Erkennen der Fehlstelle vorgesehen.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figur näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine Seitendarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche eines sphärischen Körpers. Gemäß der einzigen Figur umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche 2 eines sphärischen Körpers 3, insbesondere eines Wälzkörpers eines - hier nicht dargestellten - Wälzlagers eine Stellvorrichtung 4, einen Manipulator 5, eine Kameravorrichtung 6, eine Auswertvorrichtung 7 und eine Reinigungsvorrichtung 8. Die Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 wird vor dem Einlegen des sphärischen Körpers 3 in den Manipulator 5 einer Oberflächenbearbeitung, insbesondere einer Eindringprüfung mit Farbmittel unterzogen. Mit anderen Worten erfolgt das Aufbringen von Farbmittel auf die Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 durch Einweichen in einem Farbbad oder Aufsprühen. Die Farbe dringt durch Kapillarkräfte von Rissen und Poren in der Oberfläche 2 ein. Danach wird die Oberfläche gereinigt und ein Entwickler zum Aufsaugen des in den Rissen und Poren vorhandenen Farbmittels wird auf die Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 aufgebracht. Die Eindringprüfung ist nur eine von vielen möglichen Verfahren Fehlstellen in einer Oberfläche eines Körpers kenntlichen zu machen. Weitere diesbezügliche Verfahren sind ebenfalls denkbar. Ebenso kann im Rahmen der Bearbeitung der Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 zumindest teilweise eine Magnetpulverprüfung durchgeführt werden. Nach der Bearbeitung der Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 wird der sphärische Körper 3 mittels Stellvorrichtung 4 in den Manipulator 5 eingelegt. Zum Ausschluss von Verunreinigungen werden der sphärische Körper 3 und/oder die Stellvorrichtung 4 vor dem Einlegen des sphärischen Körpers 3 in den Manipulator 5 mittels Reinigungsvorrichtung 8 gereinigt. Insbesondere weist die Reinigungsvorrichtung 8 eine Bürste 13 auf, die mit einem geeigneten Reinigungsmittel zur Reinigung des sphärischen Körpers 3 und/oder der Stellvorrichtung 4 versehen ist. Die Stellvorrichtung 4 ist dabei als ein dreidimensional bewegbarer Roboterarm 9 mit einem Saugnapf 10 ausgebildet. Der Manipulator 5 weist Mittel zur Positionierung und Drehung des sphärischen Körpers 3 relativ zur Kameravorrichtung 6 auf. Gemäß dieser bevor- zugten Ausführungsform umfassen die Mittel zur Positionierung und Drehung des sphärischen Körpers 3 zwei Halteelemente 1 1 a, 1 1 b zur Drehung des sphärischen Körpers 3 und zwei parallel zueinander angeordnete Stangenelemente 12 zur Positionierung des sphärischen Körpers 3. Mithin wird der sphärische Körper 3 mittels Manipulator 5 zur automatisierten Kontrolle der Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 gedreht.
Dabei wird der sphärische Körper 3 zunächst von dem Halteelemente 1 1 a gehalten, wobei das Halteelemente 1 1 a um 360° gedreht wird. Während der Drehung wird ein umfangsseitiger Streifen der Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 auf Fehlstellen und Risse kontrolliert. Insbesondere werden dabei mit der Kameravorrichtung 6 Bildaufnahmen erzeugt und an die Auswerteinrichtung 7 übermittelt. Die jeweilige Bildaufnahme besteht aus einer Vielzahl in einer Ebene aneinandergereihter Pixel. Die Prüfung der Bildaufnahme erfolgt durch eine Untersuchung von Kontrastunterschieden nebeneinander liegender Pixel. Alternativ kann die Prüfung der Bildaufnahme durch eine Untersuchung von geometrischen Merkmalen des sphärischen Körpers 3 erfolgen. Die Bildaufnahmen werden mittels Auswerteinrichtung 7 vollautomatisch ausgewertet, wobei ggf. Fehlstellen und Risse diagnostiziert werden. Nach einem vollständigen Umlauf des sphärischen Körpers 3, wird das Halteelement 1 1 b mit dem sphäri- sehen Körper 3 gekoppelt und gleichzeitig das Halteelement 1 1 a vom sphärischen Körper 3 entkoppelt. Der sphärische Körper 3 wird dann mittels Haltelement 1 1 b um wenige Grad gedreht. Danach wird das Haltelement 1 1 b vom sphärischen Körper 3 entkoppelt und gleichzeitig das Halteelement 1 1 a mit dem sphärischen Körper 3 gekoppelt. Der sphärische Körper 3 wird somit wieder von dem Haltelement 1 1 a gehal- ten, wobei das Haltelement 1 1 a den sphärischen Körper 3 um 360° dreht, um einen weiteren umfangsseitigen Streifen der Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 auf Fehlstellen zu kontrollieren. Diese Schritte werden so oft wiederholt, bis die gesamte Oberfläche 2 des sphärischen Körpers 3 untersucht wurde. Abschließend wird der sphärische Körper 3 mittels der Stellvorrichtung 4 aus dem Manipulator 5 entfernt.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung
Oberfläche
sphärischer Körper
Stellvorrichtung
Manipulator
Kameravorrichtung
Auswertvorrichtung
Reinigungsvorrichtung
Roboterarm
Saugnapf
Halteelement
Stangenelement
Bürste

Claims

geänderte Patentansprüche (Stand 08.02.2016)
1 . Vorrichtung (1 ) zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche (2) mindestens eines sphärischen Körpers (3), umfassend eine Stellvorrichtung (4), einen Manipulator (5), eine Kameravorrichtung (6) und eine Auswertvorrichtung (7), wobei die Stellvorrichtung (4) zum Bewegen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) zumindest innerhalb der Vorrichtung (1 ) vorgesehen ist, wobei ferner der Manipulator (5) zur Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers (3) für die automatisierte visuelle Kontrolle mittels Kameravorrichtung (6) vorgesehen ist und wobei die Auswer- teinrichtung (7) zur Fehlersuche und Fehlerdiagnose vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (5)
ein Halteelement (1 1 a) umfasst, das derart ausgebildet ist, dass es mit dem sphärischen Körper (3) koppelbar ist und diesen um eine erste Achse drehen kann, und
ein weiteres Halteelement (1 1 b) umfasst, das derart ausgebildet ist, dass es mit dem sphärischen Körper (3) koppelbar ist und diesen um eine zur ersten Achse gewinkelt ausgerichtete zweite Achse drehen kann.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine Reinigungsvorrichtung (8) zumindest zur Reinigung der Oberfläche (2) des mindestens einen sphärischen Körpers (3) umfasst.
3. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (5) zwei parallel zueinander angeordnete Stangenelementel zur Positionierung des mindestens einen sphärischen Körpers (3) relativ zur Kameravorrichtung (6) aufweist.
4. Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche (2) mindes- tens eines sphärischen Körpers (3) mittels einer Vorrichtung (1 ) umfassend eine Stellvorrichtung (4), einen Manipulator (5), eine Kameravorrichtung (6) und eine Auswertvorrichtung (7), wobei die Stellvorrichtung (4) zum Bewegen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) zumindest innerhalb der Vorrichtung (1 ) vorgesehen ist, wobei ferner der Manipulator (5) zur Drehung des mindestens einen sphärischen Körpers (3) für die automatisierte visuelle Kontrolle mittels Kameravorrichtung (6) vorgesehen ist und wobei die Auswerteinrichtung (7) zur Fehlersuche und Fehlerdiagnose vorge- sehen ist,, umfassend folgende Verfahrensschritte:
a) Bearbeitung einer Oberfläche (2) mindestens eines sphärischen Körpers (3), b) Einlegen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) mittels einer Stellvorrichtung (4) in einen Manipulator (5),
c) Drehen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) um eine erste Achse mittels Manipulator (5) zur automatisierten Kontrolle der Oberfläche (2) des mindestens einen sphärischen Körpers (3),
d) Erzeugung mindestens einer Bildaufnahme mit der Kameravorrichtung (6), und e) Untersuchung und Auswertung der jeweiligen Bildaufnahme mittels Auswerteinrichtung (7)
f) Drehen des mindestens einen sphärischen Körpers (3) um eine zur ersten Achse gewinkelt ausgerichtete zweite Achse mittels des Manipulators und Wiederholen der Schritte c) bis e)
g) ein- oder mehrmaliges Wiederholen von Schritt f).
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Bildaufnahme aus einer Vielzahl in einer Ebene aneinandergereihter Pixel gebildet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der jeweiligen Bildaufnahme durch eine Untersuchung von Kontrastunterschieden nebeneinander liegender Pixel erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der jeweiligen Bildaufnahme durch eine Untersuchung von geometrischen Merkmalen erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der mindestens eine sphärische Körper (3) und/oder die Stellvorrichtung (4) mittels einer Reinigungsvorrichtung (8) gereinigt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Bearbeitung der Oberfläche (2) des mindestens einen sphärischen Körpers (3) zumindest teilweise eine Magnetpulverprüfung durchgeführt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Bearbeitung der Oberfläche (2) des mindestens einen sphärischen Körpers (3) zumindest teilweise eine Eindringprüfung durchgeführt wird.
PCT/DE2017/100109 2016-03-18 2017-02-13 Vorrichtung und verfahren zur automatisierten visuellen kontrolle einer oberfläche mindestens eines sphärischen körpers WO2017157371A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016204495.8A DE102016204495A1 (de) 2016-03-18 2016-03-18 Vorrichtung und Verfahren zur automatisierten visuellen Kontrolle einer Oberfläche mindestens eines sphärischen Körpers
DE102016204495.8 2016-03-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017157371A1 true WO2017157371A1 (de) 2017-09-21

Family

ID=58266325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2017/100109 WO2017157371A1 (de) 2016-03-18 2017-02-13 Vorrichtung und verfahren zur automatisierten visuellen kontrolle einer oberfläche mindestens eines sphärischen körpers

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016204495A1 (de)
WO (1) WO2017157371A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174052A (zh) * 2019-05-30 2019-08-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种虎克铰精度测试方法
CN110940650A (zh) * 2019-12-13 2020-03-31 李刚 一种基于机器学习的弹痕单点激光检测仪
CN112268906A (zh) * 2020-09-15 2021-01-26 广东英斯派克视觉科技有限公司 一种覆铜板表面缺陷检测设备及其检测方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11635346B1 (en) * 2022-02-01 2023-04-25 General Electric Company Bearing element inspection system and method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184513A (en) * 1989-09-29 1993-02-09 Ngk Insulators, Ltd. Automatic ultrasonic testing apparatus for detecting flaws of structural balls
US5703687A (en) * 1995-08-28 1997-12-30 Bridgestone Sports Co., Ltd. Method and apparatus for inspecting the outer appearance of a spherical article
US20020135756A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-26 Mitsuhiro Matsuoka Inspection apparatus for surfaces of spheres
DE10235964B3 (de) 2002-08-06 2004-04-08 H. C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur visuellen Kontrolle von Kugeln
US20050200837A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-15 Mydlack Thomas L. Method of inspecting a sphere without orienting the sphere
US20080050005A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Masaki Nagashio Visual inspection system for ceramic balls

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1169696B (de) * 1957-04-13 1964-05-06 Daimler Benz Ag Vollautomatische Vorrichtung zum Ermitteln von Rissen in axialsymmetrischen Eisen- und Stahlteilen nach dem Magnetpulververfahren
SE8703500L (sv) * 1987-09-09 1989-03-10 Gustav Bernhard Rennerfelt Saett och anordning foer kontroll av sfaeriska metallkulor
DE4136326A1 (de) * 1990-12-11 1992-06-17 Leica Aarau Ag Verfahren zur pruefung der oberflaeche von torusfoermigen oder kugelfoermigen koerpern sowie vorrichtungen zu dessen durchfuehrung
JP5331590B2 (ja) * 2009-06-24 2013-10-30 光洋機械工業株式会社 外観検査装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5184513A (en) * 1989-09-29 1993-02-09 Ngk Insulators, Ltd. Automatic ultrasonic testing apparatus for detecting flaws of structural balls
US5703687A (en) * 1995-08-28 1997-12-30 Bridgestone Sports Co., Ltd. Method and apparatus for inspecting the outer appearance of a spherical article
US20020135756A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-26 Mitsuhiro Matsuoka Inspection apparatus for surfaces of spheres
DE10235964B3 (de) 2002-08-06 2004-04-08 H. C. Starck Ceramics Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur visuellen Kontrolle von Kugeln
US20050200837A1 (en) * 2004-03-10 2005-09-15 Mydlack Thomas L. Method of inspecting a sphere without orienting the sphere
US20080050005A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Masaki Nagashio Visual inspection system for ceramic balls

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110174052A (zh) * 2019-05-30 2019-08-27 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种虎克铰精度测试方法
CN110940650A (zh) * 2019-12-13 2020-03-31 李刚 一种基于机器学习的弹痕单点激光检测仪
CN112268906A (zh) * 2020-09-15 2021-01-26 广东英斯派克视觉科技有限公司 一种覆铜板表面缺陷检测设备及其检测方法
CN112268906B (zh) * 2020-09-15 2023-12-12 广东英斯派克视觉科技有限公司 一种覆铜板表面缺陷检测设备及其检测方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016204495A1 (de) 2017-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017157371A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur automatisierten visuellen kontrolle einer oberfläche mindestens eines sphärischen körpers
DE102013114167B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Qualitätsprüfung von Kraftfahrzeugbauteilen
DE112005002030T5 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen auf Fehler auf der Oberfläche von Werkstücken
DE202013000050U1 (de) Vorrichtung zur Erfassung einer Oberfläche eines Kraftfahrzeugs
EP3918317A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur prüfung von eisenbahn-radsätzen auf oberflächenfehler
EP1887311A2 (de) Verfahren zum Messen der Mikrostruktur von Oberflächen von Zylinderbohrungen und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens
DE102016204493B3 (de) Vorrichtung zur Kontrolle einer Oberfläche eines sphärischen Körpers
DE10131665B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion des Randbereichs eines Halbleiterwafers
EP3344988B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur prüfung von tabletten
DE102016204492B4 (de) Vorrichtung zur Kontrolle einer Oberfläche eines sphärischen Körpers
DE102007035064A1 (de) Verfahren zum Messen der Mikrostruktur von Oberflächen von Zylinderbohrungen und Messvorrichtung zur Durchführung des Messverfahrens
EP3819622B1 (de) Reifenprüfeinrichtung
DE102018104722A1 (de) Reinigungsautomat für Tiegel
DE102020211954A1 (de) Verfahren zum Laserstrahlreinigen von Bauteiloberflächen sowie Laserstrahlreinigungseinrichtung
WO2021224418A2 (de) Prüfanlage für eine mehrzahl von vereinzelbaren prüfobjekten
DE102005010317B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Werkstücken
DE102006050790A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung und/oder Überprüfung einer Thermographieprüfung
DE102019217169A1 (de) Verfahren zum automatisierten Identifizieren und Entfernen von Materialaustrieben an einem Fahrzeugreifen
WO2019141456A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien prüfung einer schaufelfussaufnahmenutoberfläche und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102016008631B4 (de) Oberflächenprüfsystem für rotationssymmetrische Prüfteile mit verzahnter Oberflächenstruktur
DE102017108868A1 (de) Prüfvorrichtung und Verfahren zum Prüfen einer Oberfläche wenigstens eines rotationssymmetrischen Prüfkörpers
WO2003057402A1 (de) Rissprüfanlage zum überprüfen von teilen
DE102013107560B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen von Wälzkörpern mittels Ultraschall
DE102020201671A1 (de) Verfahren zur zerstörungsfreien Rissprüfung von Oberflächen von Laufschaufeln aufnehmenden Schaufelaufnahmenuten eines Rotors sowie Ultraschalleinrichtung
EP4334044A1 (de) Prüfanlage für eine mehrzahl von vereinzelbaren prüfobjekten, sowie prüfeinheit

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17710115

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17710115

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1