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360°-Oberflächenprüfung auf einem Quadratmeter

Bildverarbeitungssystem für Qualitätskontrolle in der Fertigung
360°-Oberflächenprüfung auf einem Quadratmeter

Mechanische Fehler an glatten Oberflächen von Werkteilen, die im Pressentakt gefertigt werden, lassen sich mit einem neuen Bildverarbeitungssystem prüfen und erkennen. Dies funktioniert sowohl bei stumpfen als auch bei spiegelnden oder gar gemischten Oberflächen.

Ganz gleich ob es sich um Mantelflächen von Rundteilen oder abgeflachte Gehäuse handelt, ganz gleich ob Metall- oder Kunststoffteile, ganz gleich ob mit matten, spiegelnden oder gemischten Oberflächen – das Bildverarbeitungssystem Orbiter 600 von Omni Control (Halle 3, Stand 3605) eignet sich zur 360°-Kontrolle von Oberflächen im Durchlauf.

Typischerweise wird das System bei Rundgehäusen eingesetzt, die in hoher Stückzahl und im Sekundentakt gefertigt werden – zum Beispiel durch eine Umformpresse. Orbiter 600 erkennt mechanische Fehler an glatten Oberflächen oder auch zerklüftete Doppelungen durch einen Kettenfehler-Algorithmus. Je nach Größe der Teile ist ein Durchsatz von bis zu 120 Teilen in der Minute möglich.
Bei Orbiter 600 handelt es sich um ein kompaktes und leistungsfähiges Bildverarbeitungssystem mit geringem Platzbedarf. Der Grundrahmen misst gerade einmal 1 m x 1 m. Aufgrund dieser kompakten Baugröße passt es praktisch in jede Produktionshalle.
Mittels sechs Farbkameras in Sternanordnung, einer zusätzlichen Kamera von oben und einer leistungsfähigen Bildverarbeitungs-Software ist Orbiter 600 in der Lage, die Mantelfläche der Werkteile vollständig auf Beschädigungen zu prüfen. Zu den Fehlertypen zählen: Doppelungen, Zinkabplatzer und Abschabungen. Für die Bildaufnahme müssen die Teile dabei weder getaktet noch gedreht werden. Sie fahren lediglich auf einem Band durch die Anlage. Bereits beim Verlassen der Prüfzelle liegt dem Anwender das Prüfergebnis vor und NIO-Teile können aussortiert werden.
Über eine Schikane am Förderband werden dabei die Teile mittig ausgerichtet – grundsätzlich unabhängig von ihrer Drehlage. Befindet sich das Teil im Zentrum der Prüfzelle, wird es angeblitzt und die Bildaufnahme durchgeführt. Über einen Laufrad-Encoder und Lichtschranken am Ein- und Auslauf der Prüfzelle werden die Teile verfolgt.
Die Bilder der insgesamt sechs Kameras werden zu einer künstlichen Abwicklung zusammengeführt. Da alle Kameras zueinander kalibriert sind, wird ein nahtloses und entzerrtes Gesamtbild erzeugt und ausgewertet.
Zwei Beleuchtungsprinzipien werden für die Aufnahme kombiniert: eine diffuse Rundumbeleuchtung (blau) mit einem Streiflicht aus Beleuchtungsringen (rot) von oben. Die Helligkeit der Beleuchtungen lässt sich über die eigens von Omni Control dafür entwickelte Prüfsoftware einstellen. Die Ringe der Streiflichtbeleuchtung sind individuell ansteuerbar. Auf diese Weise kommt für jeden Teiletyp die bestmögliche Beleuchtungskombination zum Einsatz.
Die Kameras sind im Inneren der Prüfzelle verborgen und geschützt eingebaut. Aufgrund der speziell eingesetzten Optik ist ein Fokussieren für die Bildaufnahme nicht erforderlich. Der große Schärfentiefenbereich reicht dank spezieller Optik der Farbkameras von 30 bis 110 mm. Eine siebte Kamera kontrolliert von oben, ob das Teil mittig genug positioniert ist.
Ultrahelle LEDs verkürzen die Belichtungszeit der Kamera auf 1 ms
Durch die Verwendung von ultrahellen LEDs kann die Belichtungszeit der Kameras auf 1 ms begrenzt werden. Dadurch gibt es praktisch keine Verzerrungen bei der Aufnahme eines sich bewegenden Teils. Die LED-Ringe für das Streiflicht von oben lassen sich – in der Helligkeit und zum jeweiligen Teil passend – individuell einstellen. Das Gehäuse ist abgedichtet gegen Kondenswasser, die optischen Oberflächen sind leicht zugänglich und einfach zu reinigen. Für Machbarkeits-Untersuchungen steht eine Demonstrations-Anlage zur Verfügung. ■

Der Autor

40189391

Christian Zimmermann Geschäftsführer
Omni Control
Prüfsysteme
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