Eine Auswahl neuer Bildverarbeitungs- und Vermessungssysteme: Fraunhofer-Vision auf der Control 2006

Die Fraunhofer-Allianz Vision präsentiert auf der Control 2006, 9.-12. Mai 2006, in Sinsheim (Halle 6, Stand 6306) eine Auswahl neuer Bildverarbeitungs- und Vermessungssysteme für die Qualitätssicherung in der Produktion mit einem Schwerpunkt im Bereich der Inspektion von Oberflächen. In einem zwei Mal täglich stattfindenden Vortragsforum werden in Form von Kurzvorträgen die Möglichkeiten der Bildverarbeitung für die Qualitätssicherung vorgestellt.

Vortragsforum: Neue Möglichkeiten der Bildverarbeitung für die Qualitätssicherung
Das Fraunhofer-Vision Vortrags-Forum bietet einen Überblick über die neuen Entwicklungen der Bildverarbeitung und optischen Messtechnik und stellt beispielhafte Anwendungen vor. Die Vorträge stammen aus den Bereichen Inspektion von Oberflächen, Wärmefluss-Thermographie, 3-D-Datenauswertung und optische 3-D-Messtechnik. Das Forum findet täglich um 11 und 14 Uhr statt. Ein Block dauert ca. 30 Minuten.

Fraunhofer-Vision-Lösungen für den Automobilbereich

Fraunhofer-Vision bietet für den Automobilbereich eine Vielzahl von Lösungen an. Die Prüfsysteme sind in erster Linie für die Qualitätssicherung in der Fertigung geeignet, können jedoch auch in unterschiedlichen Phasen der Produktentwicklung zum Einsatz kommen. Zugrunde liegen Methoden aus den Bereichen Oberflächeninspektion, optische 3-D-Vermessung, Röntgen und Wärmefluss-Thermographie. Zu sehen sein wird ein Audi RS4, der von der Audi Feser GmbH, Schwabach, zur Verfügung gestellt wird.

Themenschwerpunkt: Inspektion von Oberflächen

Bei der Inspektion von Oberflächen führen die Fortschritte der Technik nicht nur zu ständig höheren Prüfgeschwindigkeiten und kompakteren Bauweisen der Prüfsysteme, sondern sie ermöglichen auch die Erfassung zusätzlicher Oberflächeneigenschaften. So können nicht nur zweidimensional aufgenommene Texturen ausgewertet werden, die neuen Verfahren ermöglichen auch die dreidimensionale Vermessung der Oberflächentopologie im Nanometerbereich. Darüber hinaus gelingt die schnelle Bewertung der Farbe oder Musterung einer Oberfläche.

Fraunhofer-Vision stellt folgende Systeme zur Oberflächeninspektion vor:

System zur automatischen Oberflächeninspektion von Deckenplatten MASC-STex
Das Prüfystem MASC-STex erlaubt die vollautomatische Inspektion von Deckenplatten, die in Gebäuden z. B. als Brandschutz, zur Wärmedämmung und zur Verbesserung der Raumakustik eingesetzt werden, auf Fehler wie Einrisse, Ausbrüche, Erhebungen, Vertiefungen oder auch farbliche Abweichungen. Weitere Anwendungen der Produktreihe MASC sind die Prüfung von Holz, Papier, Tapeten, Vlies oder Zylinderkopfdichtungen.

Oberflächenprüfung auf Farbe, Glanz und 3-D

Bei komplexen Prüfaufgaben kann durch die isolierte Auswertung von Farbe, Glanz oder Neigung der Oberfläche oft keine eindeutige Charakterisierung der Objekte erfolgen. Durch die gleichzeitige Verknüpfung aller drei Parameter wird die Prüfsicherheit erheblich erhöht. Zugrunde liegt das Messprinzip des Fotometrischen Stereo. Die Ware wird im Durchlauf geprüft, wobei Datenraten bis zu 6 Mio. Bildpunkte/s mit sechs Messwerten pro Bildpunkt erreicht werden.

Kombinierte Oberflächen- und Formprüfung CapaCam

Bei der Produktion von Gussteilen können Fehler an schwer zugänglichen Innen- und Außenflächen entstehen. CapaCam prüft die bearbeiteten Oberflächen dieser Gussteile auf Lunker, Poren, Schlagstellen oder Kratzer. Weiterhin werden die komplizierten Konturen der bearbeiteten Oberflächen vollständig auf Maßhaltigkeit und Kantenfehler wie Ausbrüche oder Abplatzer überprüft. Mehrere hochauflösende Kameras prüfen alle relevanten Oberflächen des Bauteils. Damit ist eine gleichzeitige Bildgewinnung und Prüfung möglich, so dass eine 100-Prozent-Prüfung schritthaltend mit dem Prozesstakt erfolgen kann.

Sortieren und Fehlerdetektion mit Smart-Cameras

Die sichere Detektion von Fehlern in strukturierten Oberflächen ist mit herkömmlicher Bildverarbeitung oft nicht oder nur schwer zu realisieren. Für das vorgestellte System wurde eine auf Texturanalyse basierende Fehlerdetektion entwickelt und in die Bildverarbeitungssoftware EMSIS integriert, die dann auf eine Smart-Kamera von Sony portiert wurde. Für den Anwender steht damit ein Sensor zur Verfügung, der ohne PC oder sonstige externe Hardware auskommt.

Themenbereich: Unsichtbares sichtbar machen

Kompakt-Mikro-Computertomograph (CT-MINI) mit Analysesoftware für Volumenbilder (MAVI)

Materialeigenschaften werden nicht zuletzt durch ihre Mikrostruktur bestimmt. Es gibt daher ein wachsendes Interesse an der geometrischen Charakterisierung der Mikrostrukturen, insbesondere auch bei sehr weichen, brüchigen oder hoch porösen Materialien, die konventionellen mikroskopischen Methoden nicht zugänglich sind.

Röntgen-Computertomographie von Mikrokomponenten mit CT-MINI

CT-MINI ist eine schlüsselfertige, direkt in der Qualitätssicherung einsetzbare Kompaktanlage zur industriellen Röntgen-Computertomographie von kleinen Objekten. In erster Linie können Bauteile aus Leichtmetall, Kunststoff oder Keramik geprüft werden. Je nach Prüfteil können Messzeiten unterhalb einer Minute erreicht werden.

Risserkennung durch Induktionsthermographie

Durch die induktiv angeregte Infrarot-Thermographie können metallische Umform- und Gussteile auf äußerlich nicht sichtbare Risse und ähnliche Materialfehler geprüft werden. Das Verfahren kann mit Bildverarbeitungsmethoden automatisiert werden, so dass es ohne Personaleinsatz in den Produktionsprozess integriert werden kann.

Oberflächenprüfung mit Thermographie

Verdeckte Defekte wie Beschichtungsfehler und Risse lassen sich mit herkömmlicher Bildverarbeitung meist nicht sicher erkennen. Durch den Einsatz von Infrarotmesstechnik können derartige Strukturveränderungen sichtbar gemacht werden, indem Änderungen im Wärmeflussverhalten aufgespürt werden. Die Infrarotmesstechnik kann in bekannte Bildverarbeitungsumgebungen integriert werden.

Dichtheitsprüfung

Das vorgestellte System zur Dichtheitsprüfung kann Gasblasen mittels Ultraschall automatisch erkennen. Leckagen mit einer Leckrate bis zu 0,001 mbar * l/s werden sicher erkannt. Das System ist in den automatischen Produktionsprozess integrierbar.

Themenbereich: Optische 3-D-Messtechnik

Optische 3-D-Messsysteme zur industriellen Qualitätsprüfung

Überall dort, wo in der industriellen Fertigung geometrische Maße von Bauteilen zu prüfen sind, finden zunehmend optisch und berührungslos arbeitende 3-D-Messsysteme ihren Einsatz. Am Beispiel der geometrischen Qualitätsprüfung von Automobil-Rädern wird die 3-D-Messtechnologie Optoinspect 3D vorgestellt. Optoinspect 3D ist ein modulares System, um anwendungsspezifische und automatisierte 3-D-Messsysteme zu konfigurieren. Die eingesetzten Sensoren arbeiten auf Basis des Triangulationsprinzips (Laserlichtschnittverfahren und punktförmige Triangulation). Sie werden in Zahl und Anordnung anwendungsspezifisch zu Sensorverbünden konfiguriert. Die Systeme arbeiten von der 3-D-Digitalisierung über die Messdatenauswertung bis hin zur geometrischen Merkmalsextraktion vollautomatisiert.

Objekterkennung und Vermessung in 3-D-Applikationen

Systeme zur dreidimensionalen Erfassung von Objekten gewinnen immer mehr an Bedeutung. Für die messtechnische Auswertung der gewonnenen Daten stehen jetzt Softwaremodule zur Verfügung, mit deren Hilfe regelgeometrische Elemente und komplexere Geometrie automatisch segmentiert und mit hoher Genauigkeit und Stabilität eingepasst werden können. Einsatzgebiete sind die genaue Vermessung von regelgeometrischen Objekten oder die automatische Objekterkennung, z. B. zur Steuerung eines Robotergreifvorgangs.

Optische 3-D-Sensorik vom Mikro- bis zum Makrobereich

Neueste Entwicklungen mit Streifenprojektion werden anhand der Vermessung eines Zylinderblocks gezeigt, wobei die gesamte Oberfläche sehr schnell erfasst wird. Die Streifenprojektionssysteme eignen sich zum Einsatz in der Qualitätskontrolle an Roh- und Fertigteilen und zur Werkzeugprüfung.

Die folgenden Fraunhofer-Institute und Einrichtungen sind am Messestand vertreten:

Fraunhofer-Allianz Vision, Geschäftsstelle, Erlangen
Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT, Fürth
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Magdeburg
Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI, Braunschweig
Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB, Karlsruhe
Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Erlangen
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Fraunhofer Technologie Entwicklungsgruppe TEG, Stuttgart
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, Kaiserslautern

Fachliche Anfragen:
Dr.-Ing. Norbert Bauer
Telefon: +49 9131 776-500
E-Mail: vision@fraunhofer.de

Presse-Anfragen:
Regina Fischer, M.A.
Telefon: +49 9131 776-530
E-Mail: vision@fraunhofer.de

Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.