Purity: Lupenreine Gläser – Automatische Inspektion transparenter Materialien

Glas ist eines der vielseitigsten Materialien, seiner Funktionalität sind keine Grenzen gesetzt. Die Glasindustrie umfasst rund 330 Branchenbetriebe, beschäftigt circa 50.000 Menschen und beliefert über 200 Länder.

Je nach Verwendungszweck werden an Glasprodukte sehr hohe Qualitäts- und auch Sicherheitsanforderungen gestellt. Das erfordert eine kontinuierliche Qualitätskontrolle während des gesamten Produktionsprozesses.

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Informations- und Datenverarbeitung IITB in Karlsruhe haben jetzt ein Inspektions-System entwickelt, mit dem sich die Qualtität sowohl von Glas als auch transparenter Kunststoffe während des Produktionsprozesses automatisch prüfen lassen. Projektleiter Dr. Rüdiger Heintz erläutert hierzu: „Die besondere Herausforderung für die industrielle Bildverarbeitung bestand in der Erkennung von Einschlüssen und Luftblasen in beliebig geformten transparenten Materialien. Hierzu zählen Flachglas, gebogenes Glas, Linsen, Kugeln, Granulate und ähnliche Objekte.“

Das patentierte System Purity des Fraunhofer IITB kann – nahezu unabhängig von der Objektgeometrie – Transparenzänderungen, Einschlüsse von Fremdkörpern sowie Luftblasen erkennen und unterscheiden. In den meisten Fällen ermöglicht Purity die komplette Inspektion aus einer einzigen Ansicht. „Je nach Aufgabenstellung bildet eine Zeilenkamera oder ein Laserscanner die Grundlage des flexiblen und zuverlässigen Inspektionssystems. Die Bildaufnahme und -auswertung erlaubt die schritthaltende Sortierung bei Materialstromgeschwindigkeiten bis zu 3 m/s sowie die Inspektion im freien Fall.“ erklärt Heintz zur Funktionsweise.

Erstmalig in der Öffentlichkeit präsentiert wird das neue System auf der Glasstec in Düsseldorf vom 21. – 25. Oktober in Halle 13 / E38.

Anwendungsbeispiele: Bei der Prüfung gebogener Gläser führen Verunreinigungen, eingebettete Defekte, Kratzer oder Brüche – wie bei anderen Glaskörpern auch – zu Qualitäts-minderungen. Mit einer Lösung, die auf einem Laserscanner basiert, können diese Mängel in 3-dimensional ausgedehnten Gläsern detektiert werden. Mit einer mehrkanaligen Prüf-Anordnung ist außerdem eine Klassifikation der Fehler möglich.

Prüfung klarer Kunststoffgranulate: Klare Kunststoffgranulate sind ein Zwischenprodukt für die Herstellung von diversen Kunststoff-Artikeln. Störungen der Geometrie oder Lufteinschlüsse sind meist irrelevant, wenn die Granulate in der Verarbeitungskette erneut aufgeschmolzen werden. Hingegen bedeuten Verunreinigungen oder Trübungen Fehler in den Endprodukten und müssen deshalb eindeutig erkannt und von Formfehlern und Lufteinschlüssen unterschieden werden. Die fehlerhaften Teile werden gleich im freien Fall oder nach Abwurf von einem Förderband mittels Luftdüsen ausgesondert.

Gerätevarianten: Die Prüfung flacher Objekte wie Granulate, Scherben oder Flachglas erfolgt mit ein- oder mehrkanaligen Systemen, die auf Zeilenkameras basieren. 3-dimensionale Glaskörper wie z. B. Hohlglas oder gebogene Gläser werden mit einem ein- oder mehrkanaligen Laserscanner geprüft.

Für beide Realisierungen wird mit dem ersten Kanal das Transparenzprofil im Objekt ermittelt. Störungen dieses Transparenzprofils können aus Form-Abweichungen, Transmissions-Abweichungen, durch eingelagerte Fremdkörper oder Oberflächenstörungen resultieren. Mit zusätzlichen Inspektionskanälen wird die Art der Störung ermittelt und klassifiziert. Für die Inspektion flacher Objekte kann alternativ der Farbverlauf im Prüfling kontrolliert werden. Optional ist zusätzlich die Erkennung von Staub auf der Oberfläche flacher Objekte möglich.

Ansprechpartner
Dr.-Ing. Rüdiger Heintz,
Tel. +49 (0)721 6091 275
E-Mail: Rüdiger.Heintz@iitb.fraunhofer.de