DE4439953A1

DE4439953A1 - Automatic test unit for identifying faults or flaws in deep hole drillings with optional cross-drillings

Info

Publication number: DE4439953A1
Application number: DE19944439953
Authority: DE
Original assignee: JOPP GmbH
Current assignee: JOPP GmbH
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 1996-05-15
Anticipated expiration: 2014-11-10
Also published as: DE4439953C2

Abstract

The drilling test unit views a drilled bore in annular sections in steps with the assistance of a 360 deg. optic, and as a bore development for the further machining, and also reproduced on a monitor screen. The working operation required is carried out by a cleaning device.The cleaning device is cylindrically shaped to contact the drilling wall and passes over the entire length of the drilled borehole. The optic is equipped with a cleaning device. Photographs of two images of the same drilling are taken respectively in a time-separated forward and backward stroke, between which a cleaning operation is carried out. The images are then correlated with each other, and changes in image characteristics due to cleaning can thus be eliminated from flaw detection process.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum automatischen Prüfen von Tieflochbohrungen mit oder ohne Querbohrungen, bei denen die Bohrungswandung der Hauptbohrung auf Fehler wie Poren, Kratzer, Fehlstellen, Risse usw. geprüft wird und bei denen die Querbohrungen hinsichtlich Vorhandensein und Entgratungszustand Null-Fehler-Forderungen erfüllen müssen.The present invention relates to a device according to the preamble of claim 1 for the automatic testing of deep holes or without cross holes, where the bore wall of the Main bore for defects such as pores, scratches, missing parts, cracks, etc. is checked and where the cross holes with regard to existence and deburring condition must meet zero defect requirements.

Die Prüfung von Hydraulikzylindern der oben beschriebenen Art erfolgt heute durch visuelle Kontrolle mit Hilfe von Endoskopen, die in der Regel nur einen punktförmigen Ausschnitt aus der Bohrungsoberfläche zu betrachten erlauben. In einer weiterentwickelten Version wird mit Hilfe eines Rundum-Endoskops ein Sichtkegel < 180° Öffnungswinkel abschnittsweise inspiziert. Dabei können auch das Vorhandensein von Querbohrungen und deren Entgratungszustand geprüft werden. Dabei ist eine direkte Betrachtung oder eine Darstellung in Tunnelperspektive auf einem Bildschirm möglich. Um die gesamte Oberfläche des Prüflings zu prüfen, muß das Endoskop schrittweise in Längsrichtung verschoben werden. Eine vollständige unverzerrte Darstellung der Zylinderbohrung ist nicht möglich. Hydraulic cylinders of the type described above are tested today through visual control with the help of endoscopes, as a rule only a punctiform section from the surface of the hole allow viewing. In a further developed version, a All around endoscope a viewing cone <180 ° opening angle in sections inspected. The presence of cross holes and their deburring status is checked. Here is a direct one Consideration or a representation in a tunnel perspective on a Screen possible. To test the entire surface of the test object, the endoscope must be gradually moved lengthways. A complete undistorted representation of the cylinder bore is not possible.

Bedingt durch die Fertigungstechnik für den Zylinder können bei der Urformung Poren, Einschlüsse, Lunker usw. nicht 100%ig ausgeschlossen werden. Kommen Bleche zum Einsatz, die z. B. durch Biegen und Schweißen zum Rohr geformt werden, so können in der Verbindungsstelle Fehlstellen im Material sowie Risse entstehen. Bei der Bearbeitung der Bohrung können Kratzer entstehen, die ebenfalls als Fehler zu werten sind. Aus den genannten Gründen lassen sich Fehler während der Herstellung nicht mit Sicherheit ausschließen, weshalb ein nachfolgender Prüfvorgang erforderlich ist. Fehler der genannten Art führen zu Undichtigkeiten des Zylinders und in der Anwendung zu einem Funktionsausfall. Da jedoch die Anwender auf einer 100%igen Funktionssicherheit bestehen, ist ein Auslesen der Zylinder mit Hilfe der oben beschriebenen Methoden notwendig.Due to the manufacturing technology for the cylinder, the Original formation of pores, inclusions, cavities etc. not 100% excluded will. Are sheet metal used, e.g. B. by bending and Welding can be formed into a tube, so in the joint Flaws in the material and cracks occur. When editing the Drilling can cause scratches, which are also to be regarded as defects. For the reasons mentioned, errors can occur during manufacture cannot be ruled out with certainty, which is why a subsequent test process is required. Errors of the type mentioned lead to leaks in the Cylinder and in the application to a functional failure. However, since the Users insist on 100% functional reliability is one Reading the cylinders using the methods described above necessary.

Manuelle und visuelle Arbeitsgänge im Fertigungsprozeß sind mit hohem Personaleinsatz und damit auch mit hohen Kosten verbunden. Darüber hinaus kommt die Subjektivität des Prüfpersonals zum Tragen, die eine unterschiedliche Bewertung gleichartiger Fehler zur Folge hat. Darüber hinaus erlahmt im Laufe der Zeit die Aufmerksamkeit der Prüfperson, so daß fehlerhafte Teile nicht erkannt werden (Durchschlupf). Dies bedeutet, daß eine visuelle Prüfung mit einem Durchschlupf behaftet und eine Null- Fehler-Fertigung nicht gewährleistet ist. Die Fehler der oben beschriebenen Art zu vermeiden, den Durchschlupf gegen Null zu bringen und die Prüfkosten zu reduzieren ist die Aufgabenstellung der beschriebenen Erfindung. Manual and visual operations in the manufacturing process are high Personnel deployment and therefore also associated with high costs. About it In addition, the subjectivity of the test personnel comes into play, the one different evaluation of similar errors results. About it in addition, the test subject 's attention wanes over time, so that faulty parts are not recognized (slip). This means, that a visual inspection is subject to slip and a zero Flaw manufacturing is not guaranteed. The errors of those described above Way to avoid bringing the slip to zero and the The task of the described is to reduce testing costs Invention.

In der Vergangenheit sind zahlreiche Versuche unternommen worden, mit Hilfe vorhandener Software und bestehender Optiken die Erkennung der oben beschriebenen Fehler zu realisieren. Dabei besteht das Problem darin, erkannte Merkmale als Fehler oder Nicht-Fehler richtig zu interpretieren. Eine erhebliche Komplikation besteht darin, daß Staubpartikel und vergleichbare Bestandteile aus der Umgebungsluft, die sich auf der Bohrungsoberfläche ablagern, ebenfalls als Fehler von der Optik und Elektronik erkannt werden und somit Teile als Ausschuß deklariert werden, die funktionstüchtig sind. Dieses Problem wurde bis heute nicht zufriedenstellend gelöst.Numerous attempts have been made in the past with Using existing software and existing optics to detect the to implement the errors described above. The problem is there in correctly recognizing features as errors or non-errors interpret. A significant complication is that Dust particles and comparable components from the ambient air, the deposit on the surface of the hole, also as an error from the Optics and electronics are recognized and thus parts as a committee declared that are functional. This problem was up not solved satisfactorily today.

Das Problem kann aber gelöst werden durch die erfindungsgemäße Anwendung der Korrelation zweier Bilder, zwischen deren Aufnahme ein Reinigungsarbeitsgang stattfindet. Dadurch werden Konturen der Oberfläche, die ansonsten zu einem Pseudo-Ausschuß führen würden, durch einen Reinigungsarbeitsgang entfernt oder aber, was vergleichbaren Effekt haben würde, in ihrer räumlichen Position verschoben. Vergleicht man nun zwei nacheinander aufgenommene Bilder der gleichen Bohrung miteinander, bei denen bestimmte Verunreinigungen entfernt oder aber nur räumlich verschoben wurden, so läßt sich die Kontur der Verunreinigung aus dem Bild heraus selektieren und damit der Pseudo-Ausschuß in erheblichem Umfang reduzieren.However, the problem can be solved by the invention Applying the correlation of two images, between taking one Cleaning operation takes place. This will contour the Surface that would otherwise lead to a pseudo-reject removed by a cleaning operation or something comparable Effect would have shifted in their spatial position. Compares two pictures of the same hole taken one after the other with each other, where certain impurities are removed or only have been spatially shifted, so the contour of the contamination select from the picture and thus the pseudo-committee in reduce considerably.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Bildaufnahme und Bild- Auswertung wie folgt realisiert. Mit Hilfe eines Rundum-Endoskops wird ein Bild der Zylinderwandung auf den Bildsensor einer CCD-Kamera projiziert. Ein ringförmiger Ausschnitt dieses Bildes mit der Breite des Endoskop- Vorschubs wird im Bildspeicher abgelegt. Daraufhin wird das Endoskop um den Vorschub nach vorne weiterbewegt und die Bildaufnahme für den nächsten Kreisring durchgeführt. Entsprechend der Leistungsfähigkeit der verwendeten Optik und Elektronik können somit mehrere Bilder (Kreisringe) pro Sekunde aufgezeichnet werden, so daß ein zügiger Vorschub des Endoskops bis zum Bohrungsende zustande kommt. In Höhe der Endoskopendung sitzt ein Abstreifer (vorzugsweise aus Gummi), der die Zylinderwandung überstreift. Dadurch werden lose Partikel, die von der Einrichtung als Fehler interpretiert werden, räumlich verschoben. Wird das Endoskop entgegen der ersten Bewegung nun in die Gegenrichtung schrittweise bewegt und Bilder wie beim Vorwärtsgang beim Rückwärtslauf aufgenommen, so entstehen zwei Bilder der gleichen Bohrung, die sich in den Merkmalen unterscheiden, die für die Qualitätsbetrachtung ohne Belang sind (Schmutz, Partikel etc.). Werden diese beiden Bilder nun miteinander verglichen, so lassen sich Fehlstellen von solchen Merkmalen unterscheiden, die durch Verschmutzung hervorgerufen sind. Dadurch läßt sich eine Bildauswertung realisieren, die den Pseudo-Ausschuß weitgehend eliminiert. Für die Auswertung der Bilder wird eine angepaßte Standard- Software verwendet, die sowohl die Erkennung von Fehlstellen als auch die Beurteilung von Querbohrungen erlaubt.In the device according to the invention, the image recording and image Evaluation carried out as follows. With the help of an all-round endoscope, a Image of the cylinder wall projected onto the image sensor of a CCD camera. A ring-shaped section of this image with the width of the endoscope Feed is stored in the image memory. The endoscope is then turned around the feed moves forward and the image acquisition for the next circular ring. According to the performance of the The optics and electronics used can therefore have multiple images (circular rings) per second are recorded, so that a rapid advance of the Endoscope comes to the end of the hole. In the amount of Endoscope end sits a scraper (preferably made of rubber) that the Slips on the cylinder wall. This will remove loose particles from the Facility to be interpreted as an error, spatially shifted. Will that Endoscope contrary to the first movement now in the opposite direction gradually moved and pictures like in forward gear when running backwards recorded, two pictures of the same hole are created, which are in distinguish the characteristics that are necessary for the quality assessment without Are of concern (dirt, particles, etc.). Will these two pictures now compared with each other, such defects can be found differentiate caused by pollution. This leaves realize an image evaluation that the pseudo-committee largely eliminated. An adapted standard Software that uses both the detection of defects and the Assessment of cross holes allowed.

Die Zielsetzung der beschriebenen Einrichtung ist es, unmittelbar im Fertigungsprozeß eingesetzt zu werden, so daß für die Prüfung kein separater Arbeitsgang mehr erforderlich und eine sichere Beurteilung der Qualität möglich ist.The aim of the facility described is to immediately Manufacturing process to be used, so that no for the test separate operation is more necessary and a safe assessment of the Quality is possible.

Claims

1. Device for testing deep holes, which is able to recognize the size and position of cross holes, their deburring state and defects in the bore wall such as pores, scratches, defects, cracks, etc., characterized in that the correlation of two images same hole that was recorded at separate times and between the detection of a cleaning operation of the hole lies the contours of errors and cross holes reliably detected and pseudo errors are avoided.

2. Device according to claim 1, characterized in that the bore with the help of 360 ° optics in ring-shaped sections and as bore processing for further machining and also on can be displayed on a screen.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the required operation is carried out by a scraper that Bore wall touched in a ring and the entire length of the Hole runs over.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that the optics is equipped with the scraper and the inclusion of the two too correlating images in the forward stroke and in the reverse stroke, respectively be included.