Kein Fehler bleibt verborgen

Schnelligkeit, Genauigkeit und hundertprozentige Fehlererkennung sind die kritischen Faktoren bei der automatischen Prüfung mit Verfahren der digitalen Bildverarbeitung. Für zwei häufig auftretende Problemfälle wird das Fraunhofer IPA im Rahmen der Vision 2008 vom 4. bis 6. November auf der Neuen Messe Stuttgart das neuentwickelte Erweiterungstool seines Mess- und Prüfsoftwaresystems EMSIS vorstellen.

Beschädigungen an metallischen Bauteilen mit texturierter Oberfläche, die durch Dreh-, Schleif-, Fräsbearbeitung oder Galvanisierung entstanden ist, sind für das menschliche Auge oft leicht zu erkennen, bereiten bei der automatischen Prüfung aber häufig Schwierigkeiten. Handelt es sich um Teile mit Dichtflächen, kann selbst die kleinste Schlagstelle das Werkstück unbrauchbar machen.

Ein jetzt für EMSIS verfügbarer Prüfablauf sowie ein speziell hierfür entwickeltes Erweiterungstool lösen dieses Problem durch Fusionierung der Daten aus einer Sequenz von vier verschiedenen Aufnahmen mit gleichem Bildwinkel, aber unterschiedlicher Beleuchtungsrichtung. Die Analyse der so gewonnenen Daten unterscheidet zwischen funktionsrelevanten Beschädigungen und nicht störenden Bearbeitungsspuren wie etwa Drehrillen. Die Steue­rung der Lichtquellen und Bildaufnahmen erfolgt direkt durch die EMSIS-Software.

Am Beispiel einer Motorblockschraube wird eine prozesssichere und effektive Lösung für die Kontrolle gerollter oder geschnittener Gewinde auf Fehler durch eingepresste Späne oder Schlagstellen demonstriert. Die Schraube dreht sich vor einer Hellfeld-Zeilenkamera; dabei werden die Gewindegänge als 2-D-Bild „abgewickelt“, eventuelle Taumelbewegungen werden herausgerechnet. Über einen Algorithmus wird der exakte Verlauf der Gewindestreifen im Bild ermittelt. Die flache Darstellung des Gewindetals ermöglicht die leichte Erkennung von Fehlerstellen im Gewindegang. Für die Untersuchung verschiedener Schrauben- und Gewindeformen lassen sich entsprechende Parameter einstellen.

Mit der Erkennung flacher Fehlstellen oder Dellen an der Schraubenunter­seite, die bei kalt umgeformten Werkstücken durch Einprägen von Verunreinigungen oder Materialresten entstehen können, ist eine 2-D-Bilderkennung in der Regel überfordert. Hat die entsprechende Fläche eine Dichtfunktion, kann diese durch die Fehlstelle beeinträchtigt werden. Abhilfe schafft die Anwendung eines Lichtschnittsensors, der zusätzlich zu den Grauwertinformationen auch 3-D-Tiefendaten liefert. Durch die Kombination von Grauwert- und Tiefen­information werden auch flache Fehlstellen deutlich erkannt. Das Verfahren wird im Praxisbetrieb bereits erfolgreich eingesetzt.

EMSIS bewährt sich derzeit bei rund 60 Anwendern im praktischen Einsatz. Auf der Basis dieser selbstentwickelten Softwareplattform realisiert das Fraunhofer IPA dank seiner langjährigen Erfahrung in der industriellen Bild­verarbeitung maßgeschneiderte Lösungen für Mess- und Prüfsysteme mit kundenspezifischen Erweiterungstools für spezielle Sichtprüfaufgaben. Für diese Systeme liefert ein Industriepartner des IPA die passende Hardware, deren Bedienung in die Softwarelösung bereits integriert ist. (Michael Paulwitz)

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA
Dipl.-Inform. Markus Hüttel
Telefon: +49(0)711/970-1817,
E-Mail: markus.huettel@ipa.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. Bernd Bieberstein
Telefon: +49(0)711/970-1887,
E-Mail: bernd.bieberstein@ipa.fraunhofer.de