WO2004017266A1 - Vorrichtung und ein verfahren zur inspektion von material - Google Patents

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Koenig & Bauer Aktiengesellschaft
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    • G—PHYSICS
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    • G01J3/501—Colorimeters using spectrally-selective light sources, e.g. LEDs

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for inspecting material according to the preamble of claim 1 or 12.
  • Such devices are used, for example, but by no means exclusively, for the inspection of printed sheets printed with value notes.
  • the lighting device By means of the lighting device, the sheet-like material is illuminated with a test light, the test light either being reflected on the surface of the material (reflected light inspections) or the material shining through (transmitted light inspection).
  • the test light is then recorded by a sensor device, for example a camera, and the input signals recorded in this process are evaluated in an evaluation unit.
  • a device for the inspection of sheet material is known.
  • two lighting devices and two sensor devices are provided, which are each assigned to one another.
  • the first illumination device is arranged relative to the associated sensor device in such a way that the arcuate material is shone through by the test light, which enables a transmitted light inspection.
  • the second illuminating device is arranged relative to the assigned sensor device such that the test light of the second illuminating device is reflected on the material, which enables incident light inspections.
  • GB 2 002 923 A and DE 15 12 179 B1 show arrangements of light sources for incident light and transmitted light.
  • the invention has for its object to provide a device and a method for inspecting material.
  • An advantage of the device is in particular that only one sensor device, for example a color camera, a color line camera or a CCD camera, is necessary in order to be able to test various test criteria with the device.
  • the invention is based on the basic idea that the different test criteria are tested with different light colors.
  • the lighting device therefore has at least two light sources, each of which has test light of different light color, ie. H. of different wavelengths.
  • At least two different color channels are provided in the sensor device. This makes it possible for the sensor device to record different light colors, which can then be evaluated separately in the evaluation unit. This is because the input signals picked up by the sensor device can be processed separately from one another in accordance with the respective light color by means of the different color channels, so that despite the use of only one sensor device, the different test criteria are not mixed with one another.
  • the light sources emit test light with an essentially monochrome light color.
  • These monochrome light colors can be easily assigned to the different color channels of the sensor device, so that an unwanted falsification or influencing of the input signals on the different color channels is essentially excluded.
  • the spectral position and / or bandwidth of the test light emitted by the light sources is matched to the transmission curve of the sensor device.
  • the lighting device has three light sources, the test light of which is matched to the properties of the three color channels.
  • three light sources with the monochrome light colors red, blue and green can be used for this purpose.
  • the device offers particular advantages if the light sources are arranged at different positions relative to the material. As a result, various test criteria corresponding to the respective position can be checked, but only one sensor device has to be provided.
  • the light sources are adjustable. I.e. By adjusting the light sources, it is then possible to adapt the different light sources to different test criteria.
  • a light source is arranged such that the material is shone through by the corresponding test light.
  • a second light source is also arranged such that the corresponding test light is reflected by the material.
  • two light sources can also be arranged such that the differently colored test lights are reflected at the material at different angles.
  • the input signals caused by the test light in the sensor device are processed on separate color channels, so that different test criteria can be recorded and processed with just one sensor device.
  • the single drawing shows a device for the inspection of sheet material in schematic cross section.
  • the device 01 shown in the drawing has a sensor device 02 designed in the manner of a color line camera, three light sources 03; 04 and 06 and a support 07 on.
  • the material 08 to be inspected is conveyed into the device 01 by means of conveying devices not shown in the drawing and then lies flat on the top of the support 07.
  • a recess 09 is provided in the support 07, so that a test light 12 emitted by the light source 06 arranged below the support 07 can fall into the lens of the sensor device 02.
  • the light source 03 emits the test light 10 with the monochrome light color red.
  • the light source 04 emits a test light 11 with the monochrome light color blue.
  • the light source 06 emits the test light 12 with the monochrome light color green.
  • the Sensor device 02 has three separate color channels for the light colors red, blue and green.
  • the inspection of the image information, in particular the printed image, of the material 08 is carried out as follows. After the arrangement of the material 08 over the recess 09, the light sources 03; 04 and 06 simultaneously their respective test light, 10; 11 and 12 in different light colors. The red test light 10 and the blue test light 11 are reflected at the arcuate material 08 at different angles and fall together into the lens of the sensor device 02. As a result, an angle-dependent incident light inspection of the arcuate material 08 can thus be carried out. At the same time, the green test light 12 emitted by the light source 06 shines through the arcuate material 08 and also falls into the lens of the sensor device 02.
  • a separate transmitted light inspection with the light color green can also be carried out be performed.
  • the assignment of the different light colors to the different reflected light or Transmitted light inspections are basically arbitrary and can be exchanged.
  • test lights 10; 11 and 12 processed in accordance with the different light colors red, blue and green on separate color channels and forwarded to an evaluation device, not shown.
  • the image contents of the individual color channels can thus be processed separately from one another in the evaluation unit.

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.
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