Oberflächenprüfung

Bei der optischen Oberflächenprüfung werden die Prüfteile von allen Seiten von Kameras aufgenommen und zerstörungsfrei auf sichtbare und messbare Fehler bzw. Defekte geprüft. Für viele Anwendungen ist es unerlässlich, dass die benötigten Teile ästhetisch und funktional einwandfrei sind, insbesondere dann, wenn sie bestimmte Sicherheitsfunktionen erfüllen. Hier werden oft 100%-Kontrollen vorgeschrieben, d.h. es muss jedes einzelne Teil eines Produktionsloses individuell geprüft werden. Bei größeren Chargen lässt sich dies nicht mehr zuverlässig und wirtschaftlich auf manuellem Wege, d.h. mit dem menschlichen Auge, realisieren.

Moderne, vollautomatische Systeme für die visuelle Oberflächenprüfung sind mit den entsprechenden Optiken ausgestattet, um mögliche Defekte wie z.B. Grate, Kratzer, Poren, Dellen, Abplatzer, Verfärbungen oder Fehlstellen zu finden. Dabei kommt es insbesondere auf die optimale Kombination von Beleuchtung, Kamera und Objektiv an, um bei der Bildgebung größtmögliche Kontraste zu erzielen und mehr bzw. kleinere Oberflächendefekte aufzuspüren. Es kommen CMOS oder CCD-Kameras zum Einsatz, und bei der Beleuchtung gibt es mehrere Möglichkeiten: abhängig von der Beschaffenheit der zu prüfenden Oberfläche werden Koaxial-, Dom-, Ring-, Hellfeld- oder Dunkelfeldbeleuchtungen verwendet.

Oberflächenprüfung mit NELA - hier geht's zum Überblick

Defektauswertung TOPside Sensor mit Auflicht:

Dunkelfeldbeleuchtung für die Erkennung von Kantenbeschädigungen:

Shape from shading (sfs) für die Erkennung von Rattermarken: 

Mehrebenen-Beleuchtung für optimalen Kontrast an der Partingline von O-Ringen:

 

Oberflächenprüfung optisch - NELA bietet eine Bandbreite automatisierter Lösungen

Je nach Prüfanforderung werden die Bauteile in der Prüfmaschine gewendet oder rotiert, um alle Bereich über Kameras zu erfassen. Ein Prüfalgorithmus wertet die Bilder aus und gleicht sie mit den einprogrammierten Vorgaben ab. Je nach Ergebnis des Abgleichs werden die Teile als „gut“, „schlecht“, „undefiniert“ oder nach anderen Kategorien sortiert.  – Neben der Prüfung auf optische Defekte ist auch eine Messung geometrischer Eigenschaften im gleichen Durchlauf möglich, das Prüfsystem muss dafür mit den entsprechenden Sensoren ausgestattet sein.

Grundlagen für eine funktionierende, zuverlässige optische Oberflächenprüfung sind

  • eine qualitativ hochwertige Bildaufnahme (unter optimalen Bedingungen hinsichtlich  Lage & Beleuchtung), die
  • Analyse durch eine Bildverarbeitungssoftware, sowie die
  • Klassifizierung nach Fehlerkatalog (Definition der Grenzwerte).

 

Für die automatisierte Oberflächenprüfung gibt es bestimmte Basis-Maschinensysteme, z.B. Glastellersysteme, Bandsysteme, oder getaktete Systeme. Das Maschinenkonzept leitet sich aus den Eigenschaften der Prüfobjekte sowie aus den Prüfanforderungen ab, oft mit individuellen Zusatzkomponenten wie Zuführung, Sortierung, Verpackung, uvm. Grundsätzlich sind automatische Prüfsysteme für Prüfobjekte aus verschiedensten Materialien und mit verschiedensten Formen und Oberflächen geeignet, beispielsweise für

  • Metalle,
  • Kunststoffe,
  • Elastomere,
  • Verbundteile.