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Dokumentenidentifikation DE10042537A1 14.03.2002
Titel Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche auf fehlerhafte Stellen
Anmelder Volkswagen AG, 38440 Wolfsburg, DE
Erfinder Alt, Thomas, 38106 Braunschweig, DE
DE-Anmeldedatum 30.08.2000
DE-Aktenzeichen 10042537
Offenlegungstag 14.03.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.03.2002
IPC-Hauptklasse G01N 21/88
IPC-Nebenklasse G01N 21/956   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein gegenüber bekannten Verfahren vereinfachtes Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche (2), insbesondere einer lackierten Oberfläche, auf fehlerhafte Stellen, mit einer automatischen Fehlstellenidentifikation, welche die Koordinateninformation der fehlerhaften Stellen auf der Oberfläche (2) ermittelt. Erfindungsgemäß werden die fehlerhaften Stellen unter Verwendung der Koordinateninformation auf einer elektronischen Anzeigeeinrichtung (9) bezüglich der realen Oberfläche (2) des überprüften Gegenstandes (13) ortsrichtig dargestellt werden. Als Anzeigeeinrichtung kommen insbesondere eine teilweise transparente Datensichtbrille oder eine Laserprojektionseinrichtung in Frage. Die Erfindung hat den Vorteil, daß irgendwelche Veränderungen an der Oberfläche, wie z. B. die Farbmarkierungen zur Kennzeichnung der fehlerhaften Stellen, vollständig vermieden werden können. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Qualitätskontrolle der Lackierung von Kraftfahrzeugen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche auf fehlerhafte Stellen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Nach der Lackierung von Kraftfahrzeugkarosserien bei der Automobilherstellung ist es üblich, die lackierte Oberfläche im Rahmen einer Qualitätskontrolle bestimmten Überprüfungen zu unterziehen. Bei einer derzeit angewendeten Überprüfungsmethode wird die lackierte Karosserie durch einen Bereich von in einer bestimmten Art angeordneten und ausgerichteten Leuchtmitteln gefahren und anhand von ungleichmäßigen Lichtreflexionen fehlerhafte Stellen in der lackierten Oberfläche erkannt. Die Erkennung von Fehlern kann einerseits rein manuell und andererseits zum Teil automatisiert erfolgen.

Bei der manuellen Lackfehlererkennung sucht eine Person mit ihren Augen nach Oberflächenfehlern, erkennt diese und bessert sie gegebenenfalls aus. Diese Methode ist stark abhängig von Qualifikation, Übung und Tagesform der Person. Die Reproduzierbarkeit dieser Methode ist naturgemäß relativ gering.

Bei der teilautomatisierten Lackfehlererkennung werden die fehlerhaften Stellen unter Verwendung von optoelektronischen Systemen, wie z. B. Kameras, durch Vergleich von aufgenommenen Bilddaten mit vordefinierten Fehlstellenmustern automatisch erkannt. Im Vergleich zur manuellen Kontrolle werden hierdurch subjektive Einflüsse sowie die Gefahr einer Ermüdung des menschlichen Auges oder anderweitige nicht reproduzierbare Einflüsse vermieden. Die automatisch erkannten fehlerhaften Stellen werden dann durch eine entsprechende Markieranlage, die mit einer Information über die Position von fehlerhaften Stellen versorgt wird, ebenfalls automatisch farbig markiert, indem mittels eines von einem Industrieroboter bewegten Sprühkopfes an den fehlerhaften Stellen Farbmarkierungen aufgebracht werden. Anhand dieser Farbmarkierungen ist hiernach eine relativ einfache manuelle Identifikation der fehlerhaften Stellen sowie eine Reparatur möglich. Hierbei muß allerdings der zur Markierung verwendete Farbauftrag wieder entfernt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zur Überprüfung einer lackierten Oberfläche auf fehlerhafte Stellen anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß irgendwelche Veränderungen an der Oberfläche, wie z. B. die Farbmarkierungen zur Kennzeichnung der fehlerhaften Stellen, vollständig vermieden werden können, so daß einerseits keine Farbe hierfür verbraucht wird, andererseits kein Aufwand erforderlich ist, um diese Farbe erst aufzubringen und hiernach wieder zu entfernen. Desweiteren kann die gesamte Anlage zur Aufbringung der Farbmarkierungen eingespart werden.

Ein weiterer Vorteil ist, daß wegen der Vermeidung der manuellen Erkennung der Fehler das Risiko nicht reproduzierbarer menschlicher Einflüsse vermieden wird und hierdurch die Gefahr, daß ein Fehler übersehen wird, erheblich reduziert wird.

Gemäß vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird zur Visualisierung der fehlerhaften Stellen ein von einem Benutzer tragbares Anzeigegerät, z. B. nach Art einer Brille oder anders gearteten Durchsichtsystemen, verwandt, das vorzugsweise über eine drahtlose Datenverbindung mit den darzustellenden Daten versorgt wird. Hierdurch wird dem Benutzer ein Maximum an Bewegungsfreiheit gegeben, was zu einer schnellen und kostengünstigen Ausbesserung der fehlerhaften Stellen beiträgt.

Als Durchsichtsystem wird hierbei jedes zur optischen Darstellung von Informationen geeignete Medium angesehen, das zumindest teilweise optisch transparent ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Verwendung einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Anlage zur Erkennung von Lackfehlern in schematischer Darstellung und

Fig. 2 eine bevorzugte Ausgestaltung einer Anzeigeeinrichtung.

Die in der Fig. 1 dargestellte Anlage arbeitet unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß den Patentansprüchen.

Ein Oberflächenfehler-Erkennungssystem (1) sucht die gesamte Lackoberfläche (2) eines Fahrzeuges (13) mittels einer Kamera ab und wertet die von der Kamera aufgenommenen Daten in einem über eine Leitung (4) angeschlossenen Rechner (3) nach vorgegebenen Algorithmen aus. Mittels dieser Algorithmen werden z. B. Farbfehler, Staubeinschlüsse, Krater, Nadelstiche, Tropfen, Lackläufer, Kratzer sowie auch Orangenhaut erkannt. Für diese Erkennung verwendet das Erkennungssystem (1) vorgegebene Fehlermuster, beispielsweise vorgegebene maximal zulässige Farbdifferenzen zwischen zwei von der Kamera aufgenommenen Bildpunkten. Sobald eine fehlerhafte Stelle in der Lackierung entdeckt wurde, ermittelt der Rechner (3) deren Koordinatenposition bezüglich eines räumlichen Bezugspunkts und nimmt außerdem eine Klassifikation der fehlerhaften Stelle je nach Art und Schwere des Defekts vor. Als ein Beispiel seien folgende Informationen genannt:

Koordinaten X, Y, Z: 25, -37, 255

Art des Fehlers: Krater

Schwere des Fehlers: mittel

Die so ermittelten Informationen sendet der Rechner (3) über eine weitere Leitung (4) dann an einen weiteren Rechner (5) zur Speicherung und weiteren Auswertung. Außerdem werden dem Rechner (5) Daten von dem untersuchten Fahrzeug (13) übergeben, wie z. B. Fahrzeugtyp, geometrische Abmessungen oder Lackfarbe.

Der Rechner (5) dient als Auswerteeinrichtung für die von dem Rechner (3) übergebenen Informationen und zur Steuerung des Anzeigeinhalts der von einem Benutzer (8) getragenen Anzeigeeinrichtung (9). Die für die Anzeige der fehlerhaften Stellen notwendigen Informationen sowie weitere Daten werden der Anzeigeeinrichtung (9) bzw. einer damit verbundenen tragbaren Rechnereinrichtung über eine drahtlose Verbindung (6), vorzugsweise eine Funk-Datenverbindung, zugeführt.

Auf der vorzugsweise als Durchsichtsystem, z. B. als LCD-Display, ausgebildeten Anzeigeeinrichtung (9) werden dann an den durch die Koordinaten der fehlerhaften Stellen angegebenen Positionen, wie von dem Erkennungssystem (1) ermittelt, durch Markierungen dargestellt, die dem Benutzer (8) die auszubessernden Stellen an der Lackierung des Fahrzeuges (13) angeben. Hierbei werden die Fahrzeugdaten sowie die durch Sensoren ermittelte Blickrichtung und Kopfposition des Benutzers (8) automatisch mit eingerechnet, so daß auch bei Kopfbewegungen des Benutzers (8) jederzeit die fehlerhaften Stellen exakt und an der richtigen Position markiert werden.

Für die Darstellung der fehlerhaften Stellen auf dem Display werden beispielsweise Kreuze, Kästchen, Pfeile oder ähnliche Symbole verwendet, wobei die Art des Symbols und die Farbe, in der das Symbol dargestellt wird, in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung je nach Art und Schwere des Fehlers automatisch ausgewählt wird. So können für leichte bis mittlere Fehler neutrale Farben, die sich jedoch von dem Lackuntergrund der Fahrzeugkarosserie abheben müssen, gewählt werden, etwa blau oder gelb, während schwere Fehler vorzugsweise in einer intuitiv als Warnfarbe wahrgenommenen Farbe, z. B. rot, dargestellt werden. Es ist auch möglich, bestimmte Fehler durch andere Effekte, z. B. Blinken, hervorzuheben oder auch bewegte Grafiken, wie aus der Computertechnik bekannt, zu verwenden. Zusätzlich können dem Benutzer (8) auf der Anzeigeeinrichtung (9) noch Reparatur- und Montagehinweise in Form von Zeichnungen, Texten oder Bildern eingeblendet werden.

Zur weiteren Erleichterung der Orientierung bei der Erkennung und Ausbesserung der fehlerhaften Stellen kann auf dem Display auch das Fahrzeug (13) anhand von vorgegebenen Fahrzeugdaten ganz oder teilweise dargestellt werden. Bei der teilweisen Darstellung kann die Darstellung einerseits auf bestimmte Teile des Fahrzeugs (13) beschränkt werden, beispielsweise das im Zentrum des Blickfeldes des Benutzers (8) gerade befindliche Teil wie etwa ein Kotflügel oder eine Tür, andererseits kann auch die Detailtiefe beschränkt werden, indem z. B. das Fahrzeug oder Teile davon im Umriß durch Linien abgebildet werden. Auch eine Kombination dieser Darstellungsarten ist vorteilhaft anwendbar. In diesen Fällen ist auch ein nichttransparentes oder auch ein stationäres Display einsetzbar.

Eine von dem Benutzer (8) ausgebesserte fehlerhafte Stelle in der Lackierung kann dieser sodann entweder durch Spracheingabe oder durch Betätigung einer Quittiertaste als repariert kennzeichnen, so daß diese Stelle im Display in einer anderen Farbe oder gar nicht mehr dargestellt wird. Hierüber kann z. B. der Rechner (5) auch ein Protokoll führen.

In der Fig. 2 ist der Kopf (7) des Benutzers (8) mit der Anzeigeeinrichtung (9) dargestellt. Die Anzeigeeinrichtung (9) ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Laserprojektionseinrichtung ausgeführt, die die darzustellenden Bilder direkt auf die Netzhaut eines Auges des Benutzers (8) projiziert. In einer weiteren, jedoch nicht dargestellten Ausführungsform wird als Anzeigeeinrichtung (9) eine teildurchlässige Datensichtbrille (head-up display) verwendet, die vor einem Auge oder vor beiden Augen des Benutzers (8) angeordnet ist. Hier können auch beliebige andere Durchsichtsysteme zum Einsatz kommen.

Die in der Fig. 2 dargestellte Anzeigeneinrichtung (9) ist über einen Bügel (11) an einem Ohr (10) des Benutzers (8) mechanisch fixiert. An dem Bügel (11) ist desweiteren ein Mikrofon (12) vorgesehen, über das der Benutzer (8) mittels Sprachsteuerung bestimmte Kommandos an den von ihm mitgeführten Rechner bzw. an den Rechner (5) abgeben kann, z. B. für eine Veränderung der von der Anzeigeeinrichtung (9) dargestellten Informationsart.

Der Fachmann erkennt, daß die zuvor anhand eines Beispiels erläuterte Erfindung nicht allein auf die Überprüfung von Lackflächen von Kraftfahrzeugen beschränkt ist, sondern in allen Bereichen der Technik vorteilhaft einsetzbar ist, so z. B. bei der Überprüfung von Schweißpunkten oder bei der Dichtigkeitskontrolle von Hausdächern oder Schiffsrümpfen und ähnlichem.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Überprüfung einer Oberfläche (2), insbesondere einer lackierten Oberfläche, auf fehlerhafte Stellen, mit einer automatischen Fehlstellenidentifikation, welche die Koordinateninformation der fehlerhaften Stellen auf der Oberfläche (2) ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die fehlerhaften Stellen unter Verwendung der Koordinateninformation auf einer elektronischen Anzeigeeinrichtung (9) bezüglich der realen Oberfläche (2) des überprüften Gegenstandes (13) ortsrichtig dargestellt werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fehlerhaften Stellen auf der Oberfläche (2) anhand von vordefinierten Fehlstellenmustern automatisch erkannt werden.
  3. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anzeigeeinrichtung (9) ein Durchsichtsystem, insbesondere eine teilweise transparente, von einem Benutzer (8) zu tragende Datensichtbrille, ist.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anzeigeeinrichtung (9) eine Laserprojektionseinrichtung ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Anzeigeeinrichtung (9) über eine drahtlose Datenübertragungsverbindung (6), insbesondere eine Funk-, Schall- oder Lichtdatenverbindung, mit einer die Koordinateninformation der fehlerhaften Stellen auswertenden Auswerteeinrichtung (5) verbunden ist.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (2) Bestandteil eines Kraftfahrzeuges (13) ist.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der elektronischen Anzeigeeinrichtung (9) der auf fehlerhafte Stellen zu untersuchende Gegenstand (13) zur besseren Orientierung zumindest teilweise eingeblendet wird.
  8. 8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungen und die Kopfposition des Benutzers (8) sensiert und bei der Darstellung der fehlerhaften Stellen auf der Anzeigeeinrichtung (9) berücksichtigt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß automatisch eine Klassifikation der fehlerhaften Stellen je nach Art und Schwere des Defekts vorgenommen und angezeigt wird.






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