EP1525565A1

EP1525565A1 - Vorrichtung und ein verfahren zur inspektion von material

Info

Publication number: EP1525565A1
Application number: EP03787715A
Authority: EP
Inventors: Bernd Rüdiger STÖBER
Original assignee: Koenig and Bauer AG
Current assignee: Koenig and Bauer AG
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-04-27
Also published as: WO2004017266A1; US20060001880A1; DE10234084B4; AU2003258459A1; DE10234084A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Inspektion von Material mit einer Sensoreinrichtung und einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das von der Beleuchtungseinrichtung abgegebene Prüflicht nach der Reflektion und/oder dem Durchscheinen das Materials von der Sensoreinrichtung aufgenommen und in einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. Die Beleuchtungseinrichtung weist zumindest zwei Lichtquellen auf, die jeweils Prüflicht unterschiedlicher Lichtfarbe abgeben, wobei die Sensoreinrichtung zumindest zwei auf das unterschiedliche Prüflicht der Lichtquellen abgestimmte Farbkanäle aufweist.

Description

Beschreibung

Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Material

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder 12.

Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise, jedoch keineswegs ausschließlich, zur Inspektion von mit Wertnoten bedruckten Druckbögen verwendet. Mittels der Beleuchtungseinrichtung wird das bogenförmige Material dabei mit einem Prüflicht beleuchtet, wobei das Prüflicht an der Oberfläche des Materials entweder reflektiert wird (Auflicht-Inspektionen) oder das Material durchscheint (DurchlichUnspektion). Anschließend wird das Prüflicht von einer Sensoreinrichtung, beispielsweise einer Kamera, aufgenommen und die dabei erfassten Eingangssignale in einer Auswerteeinheit ausgewertet.

Aus der WO 01/85586 A1 ist eine Vorrichtung zur Inspektion von bogenförmigen Material bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind zwei Beleuchtungseinrichtungen und zwei Sensoreinrichtungen vorgesehen, die einander jeweils zugeordnet sind. Die erste Beleuchtungseinrichtung ist relativ zur zugeordneten Sensoreinrichtung so angeordnet, dass das bogenförmige Material vom Prüflicht durchscheint wird, wodurch eine Durchlicht- Inspektion ermöglicht wird. Die zweite Beleuchtungseinrichtung dagegen ist relativ zur zugeordneten Sensoreinrichtung derart angeordnet, dass das Prüflicht der zweiten Beleuchtungseinrichtung am Material reflektiert wird, wodurch eine Auflicht-Inspektionen ermöglicht wird. Im Ergebnis kann mit dieser Vorrichtung am zu inspizierenden Material also eine Auflicht-Inspektion und eine Durchlicht-Inspektion durchgeführt werden.

Die DE 44 34 168 A1 , die EP 0 952 438 A2, die JP 10-185 690 A und die US 3 120 782 A offenbaren Vorrichtungen zur Inspektion von Material mit einer Sensoreinrichtung und mehreren Lichtquellen, wobei die Lichtquellen jeweils Prüflicht unterschiedlicher Lichtfarbe abgeben.

Die GB 2 002 923 A und die DE 15 12 179 B1 zeigen Anordnungen von Lichtquellen für Auflicht und Durchlicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Inspektion von Material zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 oder 12 gelöst.

Ein Vorteil der Vorrichtung liegt insbesondere darin, dass lediglich eine Sensoreinrichtung, beispielsweise eine Farbkamera, eine Farbzeilenkamera oder eine CCD-Kamera, notwendig ist, um mit der Vorrichtung verschiedene Prüfkriterien abprüfen zu können. Die Erfindung beruht dabei auf dem Grundgedanken, dass die unterschiedlichen Prüfkriterien mit unterschiedlichen Lichtfarben geprüft werden. Die Beleuchtungseinrichtung weist deshalb zumindest zwei Lichtquellen auf, die jeweils Prüflicht unterschiedlicher Lichtfarbe, d. h. unterschiedlicher Wellenlänge, abgeben. In der Sensoreinrichtung sind zumindest zwei verschiedene Farbkanäle vorgesehen. Damit ist es möglich, dass mit der Sensoreinrichtung unterschiedliche Lichtfarben aufgenommen werden, die dann getrennt in der Auswerteeinheit auswertbar sind. Denn die von der Sensoreinrichtung aufgenommenen Eingangssignale können entsprechend der jeweiligen Lichtfarbe mittels der verschiedenen Farbkanäle getrennt voneinander verarbeitet werden, so dass trotz der Verwendung lediglich einer Sensoreinrichtung die verschiedenen Prüfkriterien nicht miteinander vermischt werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Lichtquellen Prüflicht mit im Wesentlichen monochromer Lichtfarbe abgeben. Diese monochromen Lichtfarben lassen sich in einfacher Weise den verschiedenen Farbkanälen der Sensoreinrichtung zuordnen, so dass eine ungewollte Verfälschung oder Beeinflussung der Eingangssignale auf den verschiedenen Farbkanälen im Wesentlichen ausgeschlossen ist.

Die spektrale Position und/oder Bandbreite des von den Lichtquellen abgegebene Prüflicht ist auf die Transmissionskurve der Sensoreinrichtung abgestimmt.

Handelsübliche Farbkameras, die als Sensoreinrichtung in der vorgeschlagenen Vorrichtung Verwendung finden können, weisen üblicherweise drei getrennte Farbkanäle für die Farben rot, blau und grün auf. Es ist deshalb besonders vorteilhaft, wenn die Beleuchtungseinrichtung drei Lichtquellen aufweist, deren Prüflicht jeweils auf die Eigenschaften der drei Farbkanäle abgestimmt sind. Dazu können beispielsweise drei Lichtquellen mit den monochromen Lichtfarben rot, blau und grün Verwendung finden.

Besondere Vorteile bietet die Vorrichtung, wenn die Lichtquellen an unterschiedlichen Positionen relativ zum Material angeordnet sind. Im Ergebnis können damit verschiedene Prüfkriterien, die der jeweiligen Position entsprechen, abgeprüft werden, wobei jedoch lediglich eine Sensoreinrichtung vorgesehen werden muss.

Um die Vorrichtung an verschiedene Inspektionsaufgaben anpassen zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Lichtquellen verstellbar gelagert sind. D. h. durch Verstellung der Lichtquellen wird es dann möglich, die verschiedenen Lichtquellen an verschiedene Prüfkriterien anzupassen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Lichtquelle derart angeordnet, dass das Material vom entsprechenden Prüflicht durchscheint wird. Eine zweite Lichtquelle ist außerdem derart angeordnet, dass das entsprechende Prüflicht vom Material reflektiert wird. Im Ergebnis kann damit erreicht werden, dass mit der Vorrichtung zugleich eine Auflicht-Inspektion, bei dem das Prüflicht am Material reflektiert wird, und eine Durchlicht- Inspektion, bei dem das Prüflicht das Material durchscheint, durchgeführt werden kann. Für diese kombinierte Auflicht- und Durchlichtinspektion ist lediglich eine Sensoreinrichtung erforderlich, da die Auflicht-Inspektion auf einem ersten Farbkanal und die Durchlicht-Inspektion auf einem zweiten Farbkanal verarbeitet wird.

Alternativ bzw. in Kombination zu dieser Ausführungsform können zwei Lichtquellen auch derart angeordnet sein, dass die unterschiedlich farbigen Prüflichter mit unterschiedlichem Winkel am Material reflektiert werden. Auch bei dieser Ausführungsform werden die in der Sensoreinrichtung vom Prüflicht verursachten Eingangssignale auf getrennten Farbkanälen verarbeitet, so dass unterschiedliche Prüfkriterien mit allein einer Sensoreinrichtung aufgenommen und verarbeitet werden können.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.

Die einzige Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Inspektion von bogenförmigen Material im schematischen Querschnitt.

Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung 01 weist eine in der Art einer Farbzeilenkamera ausgebildete Sensoreinrichtung 02, drei eine Beleuchtungseinrichtung bildende Lichtquellen 03; 04 und 06 und ein Auflager 07 auf.

Das zu inspizierende Material 08, insbesondere bogen- oder bahnförmiges Material 08, wird mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Fördereinrichtungen in die Vorrichtung 01 eingefördert und liegt dann auf der Oberseite des Auflagers 07 plan auf. Im Auflager 07 ist eine Ausnehmung 09 vorgesehen, so dass ein von der unterhalb des Auflagers 07 angeordneten Lichtquelle 06 abgestrahltes Prüflicht 12 ins Objektiv der Sensoreinrichtung 02 fallen kann. Die Lichtquelle 03 gibt Prüflicht 10 mit der monochromen Lichtfarbe rot ab. Die Lichtquelle 04 gibt ein Prüflicht 11 mit der monochromen Lichtfarbe blau ab. Die Lichtquelle 06 gibt das Prüflicht 12 mit der monochromen Lichtfarbe grün ab. Die Sensoreinrichtung 02 weist drei getrennte Farbkanäle für die Lichtfarben rot, blau und grün auf.

Bei der Inspektion der Bildinformationen, insbesondere des Druckbildes, des Materials 08 wird wie folgt vorgegangen. Nach der Anordnung des Materials 08 über der Ausnehmung 09 strahlen die Lichtquellen 03; 04 und 06 gleichzeitig ihr jeweiliges Prüflicht, 10; 11 und 12 in den unterschiedlichen Lichtfarben ab. Das rote Prüflicht 10 und das blaue Prüf licht 11 werden am bogenförmigen Material 08 unter unterschiedlichen Winkeln reflektiert und fallen gemeinsam ins Objektiv der Sensoreinrichtung 02. Im Ergebnis kann somit eine winkelabhängige Auflicht-Inspektion des bogenförmigen Materials 08 durchgeführt werden. Zugleich durchscheint das von der Lichtquelle 06 abgegebene grüne Prüflicht 12 das bogenförmige Material 08 und fällt ebenfalls ins Objektiv der Sensoreinrichtung 02. Somit kann zugleich zu den beiden Auflicht-Inspektionen mit den Lichtfarben rot und blau auch eine davon getrennte Durchlicht-Inspektion mit der Lichtfarbe grün durchgeführt werden. Die Zuordnung der verschiedenen Lichtfarben zu den verschiedenen Auflichtbzw. Durchlicht-Inspektionen ist dabei grundsätzlich beliebig und kann ausgetauscht werden.

In der Sensoreinrichtung 02 werden die Prüflichter 10; 11 und 12 entsprechend den unterschiedlichen Lichtfarben rot, blau und grün auf getrennten Farbkanälen verarbeitet und an eine nicht dargestellte Auswerteeinrichtung weitergeleitet. Die Bildinhalte der einzelnen Farbkanäle können dadurch in der Auswerteeinheit getrennt voneinander verarbeitet werden. Dabei ist es jedoch selbstverständlich auch möglich, die auf getrennten Farbkanälen eingegangenen Eingangssignale miteinander in Zusammenhang zu setzen, um dadurch beispielsweise räumliche Rückschlüsse ziehen zu können.

Bezugszeichenliste

01 Vorrichtung

02 Sensoreinrichtung

03 Lichtquelle

04 Lichtquelle

05 -

06 Lichtquelle 7 Auflager 8 Material, bogenförmiges 9 Ausnehmung (07)

10 Prüflicht, rotes

11 Prüflicht, blaues

12 Prüflicht, grünes

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung (01 ) zur Inspektion von Material (08) mit einer Sensoreinrichtung (02) und einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das von der Beleuchtungseinrichtung mittels Lichtquellen (03; 04; 06) abgegebene Prüflicht (10; 11; 12) nach der Reflektion und/oder dem Durchscheinen das Materials (08) von der Sensoreinrichtung (02) aufgenommen und in einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung zumindest zwei Lichtquellen (03; 04; 06) aufweist, die jeweils Prüflicht (10; 11; 12) unterschiedlicher Lichtfarbe abgeben, wobei die Sensoreinrichtung (02) zumindest zwei auf das unterschiedliche Prüflicht (10; 11 ; 12) der Lichtquellen (03; 04; 06) abgestimmte Farbkanäle aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das von den Lichtquellen (03; 04; 06) jeweils abgegebene Prüflicht (10; 11; 12) nach der Reflektion und/oder dem Durchscheinen das Materials (08) von der Sensoreinrichtung (02) gemeinsam aufgenommen und die verschiedenen Farbkanäle in der Auswerteeinheit getrennt ausgewertet werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (03; 04; 06) Prüflicht (10; 11 ; 12) mit im wesentlichen monochromer Lichtfarbe abgeben.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass spektrale Position und/oder Bandbreite des von den Lichtquellen (03; 04; 06) abgegebenen Prüflichts (10; 11 ; 12) auf die Transmissionskurve der Sensoreinrichtung (02) abgestimmt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (02) in der Art einer Farbzeilenkamera ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (02) in der Art einer CCD-Kamera ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinrichtung (02) drei Farbkanäle aufweist, wobei in der Beleuchtungseinrichtung drei Lichtquellen (03; 04; 06) vorgesehen sind, deren Prüflicht (10; 11 ; 12) jeweils auf die Eigenschaften der drei Farbkanäle abgestimmt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (03; 04; 06) an unterschiedlichen Positionen relativ zum Material (08) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (03; 04; 06) verstellbar gelagert sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtquelle (06) derart angeordnet ist, dass das Material (08) vom entsprechenden Prüflicht (12) durchscheint wird und zumindest eine Lichtquelle (03; 04) derart angeordnet ist, dass das entsprechende Prüflicht (10; 11) vom Material (08) reflektiert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lichtquelle (03) derart angeordnet ist, dass das entsprechende Prüflicht (10) vom Material (08) unter einem ersten Winkel reflektiert wird und zumindest eine Lichtquelle (04) derart angeordnet ist, dass das entsprechende Prüflicht (11 ) vom Material (08) unter einem zweien Winkel reflektiert wird.

12. Verfahren zur Inspektion von Material mit einer Sensoreinrichtung (02) und einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das von der Beleuchtungseinrichtung mittels Lichtquellen (03; 04; 06) abgegebene Prüflicht (10; 11; 12) nach der Reflektion und/oder dem Durchscheinen das Materials (08) von der Sensoreinrichtung (02) aufgenommen und in einer Auswerteeinheit ausgewertet wird, wobei die Beleuchtungseinrichtung zumindest drei Lichtquellen (03; 04; 06) aufweist, die jeweils Prüflicht (10; 11; 12) unterschiedlicher Lichtfarbe abgeben, wobei die Sensoreinrichtung (02) zumindest drei auf das unterschiedliche Prüflicht (10; 11; 12) der Lichtquellen (03; 04; 06) abgestimmte Farbkanäle aufweist, so dass das von den Lichtquellen (03; 04; 06) jeweils abgegebene Prüflicht (10; 11 ; 12) nach der Reflektion und/oder dem Durchscheinen das Materials (08) von der Sensoreinrichtung (02) gemeinsam aufgenommen und die verschiedenen Farbkanäle in der Auswerteeinheit getrennt ausgewertet werden, dadurch gekennzeichnet, dass drei Lichtquellen (03; 04; 06) gleichzeitig Prüflicht (10; 11; 12) in den unterschiedlichen Lichtfarben auf lediglich eine Sensoreinrichtung (02) strahlen, dass das Prüflicht (10) der ersten Lichtquelle (03) und das Prüflicht der zweiten Lichtquelle (04) am bogenförmigen Material (08) reflektiert werden und dass das Prüflicht (12) der dritten Lichtquelle (06) das bogenförmige Material (08) durchscheint und somit zugleich zu zwei Auflichtinspektionen eine davon getrennte Durchlichtinspektion durchgeführt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (08) als Bildinformation aufweisendes Druckerzeugnis ausgebildet.