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Fehler detektieren und klassifizieren

Inspektion strukturierter, texturierter Oberflächen
Fehler detektieren und klassifizieren

Fehler detektieren und klassifizieren
Kamera-Anordnung zur Fehlerdetektion in der Oberflächenstruktur von Papieren und Beschichtungen
Bei vielen Produkten aus dem Bereich der verarbeitenden Industrie (zum Beispiel Holz, Papier, Tapeten, Vlies etc.) spielen visuelle Eindrücke für die Beurteilung der Qualität eine entscheidende Rolle. Am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern wurden in der Produktreihe MASC (Modular Algorithms for Surface Control) verschiedene Software-Tools entwickelt, die anhand digitaler Kamerabilder Materialfehler detektieren und klassifizieren oder Farbnuancen erkennen können. Außerdem lassen sich Farb- und Strukturparameter aus texturierten Oberflächen extrahieren. Über die Klassifizierung der Parameter ist dann eine lückenlose Sortierung der entsprechenden Materialien oder Objekte möglich.

Das Online-Inspektionssystem Masc-TASQ eignet sich zur Qualitätskontrolle gewebter Stoffe ohne Farbmuster (Denim, Flat Fabric). Fehler wie Knoten, doppelte oder fehlende Fäden werden erkannt und einer wählbaren Anzahl von Fehlerklassen zugeteilt.

Die Ergebnisse werden in einem detaillierten Qualitätsprotokoll dokumentiert, können aber auch direkt zur Prozesssteuerung herangezogen werden.
Die zugrunde gelegten Algorithmen sind in Module eingebunden und können beliebig ausgetauscht und modifiziert werden, so dass das Prüfsystem leicht auf kundenspezifische Anforderungen zugeschnitten werden kann.
Mit dem System MASC-SPOT werden anhand digitaler Kamerabilder Fehler in Papieren und Beschichtungen detektiert und nach Form, Größe und Ausprägung klassifiziert. Fehler in der Oberflächenstruktur werden je nach Ausprägung bereits ab einer Größe von weniger als einem Millimeter sicher erkannt. Die Prüfergebnisse können, zum Beispiel als Sortieranweisung, an die Prozess-Steuerung weitergegeben werden.
Durch die Verwendung von Standard-Hardwarekomponenten (PCs, Framegrabber, Kameras) ist das System kostengünstig, flexibel und leicht zu erweitern und bietet den Vorteil, dass die Benutzeroberflächen leicht an die Anforderungen des Kunden angepasst werden können. Das Software-Tool MASC-FOQUS beurteilt farbig strukturierte Oberflächen gemäß der menschlichen Wahrnehmung. Denn in vielen Fertigungsbereichen stellt sich immer wieder die Aufgabe, Teile farblich aufeinander abgestimmt zu sortieren oder die Farbkonstanz eines Produkts zu überwachen. Das Vorhandensein einer Oberflächenstruktur oder Maserung erschwert den Einsatz herkömmlicher Farbmessmethoden erheblich.
FOQUS ermöglicht auch bei relativ homogenem Farbton und texturierter Oberfläche eine lückenlose Sortierung. Das Tool kann an unterschiedliche Aufgabenstellungen angepasst werden und ist für eine Reihe von Materialien geeignet wie etwa Holz, Papier, Tapeten, Teppichböden, Vlies etc.
Das Tool MASC-VQC überprüft die mechanische Festigkeit von Vliesstoffen. Mit zerstörungfreien Methoden kann diese nicht direkt ermittelt werden. Da aber die Vlieshomogenität stark mit den mechanischen Eigenschaften korreliert, bietet es sich als Alternative an, die Gleichmäßigkeit der Faserverteilung im Vlies zu überprüfen. Die visuelle Bewertung der Vlieshomogenität ist ein schwer zu reproduzierender Prozess und daher als quantitative Prüfmethode ungeeignet. Am Fraunhofer ITWM wurden darum Algorithmen entwickelt, um die Faserverteilung mit Methoden der Bildverarbeitung quantitativ zu erfassen. Die Ergebnisse sind objektiv und reproduzierbar und können dadurch direkt zur Überwachung der Produktqualität verwendet werden. Die Algorithmen wurden in ein komfortables und bedienungsfreundliches Tool eingebettet.
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