Die automatisierte, optische Prüfung von Oberflächen in Bohrungen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Die Opti-Sens GmbH. beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der automatischen Prüfung von Oberflächen. Mit der Entwicklung des Innenprüfsensors IPS-10 schließt das Unternehmen eine Automatisierungslücke, die Sichtprüfung von Bohrungswänden. Hervorzuheben ist die Kombination von kurzer Prüfzeit und hoher Auflösung.
Die Anwendung des neu entwickelten Prüfverfahrens eignet speziell da, wo eine hohe Auflösung und eine kurze Prüfzeit gefordert ist. Dies sind vor allem Präzisionsteile wie z.B. für die Automobilindustrie, welche in großen Stückzahlen produziert werden:
– Paßbohrungen in Kolben
– Bohrungen in Ventilgehäusen
– Teile von Einspritzpumpen
– Bremszylinder
Zudem eignet sich dieses Verfahren auch für
– Hydraulik – und Pneumatikzylinder
– Prüfung von Rohrenden etc.
Um dieses Prüfverfahren anwenden zu können, müssen die zu prüfenden Teile eine trockene und saubere Oberfläche haben. Der Einfluß des zu prüfenden Materials ist in der Regel nicht relevant, wobei das Einsatzgebiet hauptsächlich in der Prüfung metallischer Oberflächen liegt. Als typische Fehlergruppen lassen sich Lunker, Kratzer, Risse und Grate erkennen. Ebenso ist die Prüfung auf Vollständigkeit und Lage von Querbohrungen und Nuten im selben Arbeitsgang möglich. Ein nicht zu unterschätzender Vorteil ist auch die Erkennung von unvollständigen Bearbeitungsschritten. Die hier genannten Anwendungen sind typische Einsatzmöglichkeiten. Mit diesem Verfahren kann nach Fehlerart und Fehlerzone klassifiziert werden.
Funktionsprinzip der Kamera
Das Kernstück dieser speziellen Kamera ist der Sensor für die Bildaufnahme. Die Pixelanordnung auf diesem CMOS-Bildaufnehmer ist kreisförmig und besteht aus 2048 Bildpunkten, mit jeweils 8 Bit Auflösung. Durch diese Konfiguration des Bildaufnahmers wird der Umfang der Bohrung in diese 2048 Bildpunkte aufgelöst. Die Abbildung einer Ringzeile entspricht jeweils dem Umfang der Bohrung von 0 bis 360°. Durch die lineare Bewegung werden die ringförmig abgetasteten Zeilen zu einem zweidimensionalen Bild zusammengefügt. Abhängig von der Bildauflösung ist für eine 100 mm tiefe Bohrung eine Bildaufnahmezeit von typisch einer Sekunde realisierbar. Die mechanische Ausführung dieser Optik ist so bemessen, daß Durchmesser von 12,5 bis 50 mm geprüft werden können.
Die Standardlänge der Optik erlaubt das Prüfen von Bohrungen bis 150 mm (spezielle Ausführungen bis 450 mm). Durch diese Optik wird sowohl das Licht einer externen Kaltlichtquelle, als auch das Umfangsbild geleitet. An jedem Punkt herrschen identische Lichtverhältnisse, wodurch brillante, kontrastreiche Bilder entstehen. Die optimale Beleuchtung und die hohe Bildaufnahmerate der Kamera zeichnen dieses Prüfsystem gegenüber anderen Lösungen aus.
Software
Wie bei jedem Vision – System , ist die Software ein wichtiger Bestandteil. Der Unterschied zwischen einem Ringsensor und einem Zeilensensor besteht nur in der geometrischen Anordnung der Pixel. Ein reicher Fundus von Softwaremodulen steht für die verschiedenen Anwendungen zur Verfügung. Das Prüfprogramm läuft unter Windows NT, ist übersichtlich strukturiert und die Parameter können über ein Menü am Bildschirm eingestellt werden. Verschiedenen Prüfzonen können auf die gesamte Bohrung verteilt werden. Die Prüfzonen können unterschiedlich parametriert werden. Prüfparameter sind z.B. die Fehlergröße, der Fehlertyp, die Fehlerhäufigkeit etc. Das Anpassen an einen neuen Teiletyp ist einfach. Zuerst wird ein fehlerhaftes Teil aufgenommen. In diesem Einrichtvorgang erscheint auf dem Bildschirm die Oberfläche der Bohrung. Jetzt werden die Prüfzonen definiert. Die in dieser Prüfzone liegenden Fehler werden als solche klassifiziert und der Lernvorgang ist damit abgeschlossen. Das System ist nun bereit für den Automatikbetrieb und die Software sortiert die Ausschußteile aus. In der als ASCII Code zur Verfügung stehenden Fehlerstatistik werden die Ergebnisse wie Fehlerart, Fehlerzone, Datum, Serien – und Teilenummern aufgelistet und dargestellt. Die Prüfparametersätze werden gespeichert, wobei beliebige Dateinamen verwendet werden können. Die Umstellung auf die verschiedenen Produkte ist daher einfach und steht für hohe Flexibilität.
Das Prüfsystems (Bild links) besteht aus fünf Modulen: dem Innenprüfsensor (1), der Kaltlichtquelle mit Lichtleitkabel (2), der Bildeinzugskarte (Framegrabber) mit Treibersoftware (3), dem Auswerterechner mit der Auswertesoftware (5) und der Linearachse (4). Diese ist mit einem inkrementalen Wegaufnehmer ausgerüstet welcher zur Synchronisierung der Bildaufnahme mit der Vorschubbewegung dient. Je nach dem Grad der Automatisierung, beim Teilehandling, lassen sich halb- oder vollautomatische Systeme realisieren.
Weitere Informationen A QE 404
Teilen:
