Oberflächen im Stereoblick

Bei der Produktion von Kraftfahrzeugteilen beurteilen Arbeiter deren Oberflächen visuell oder durch Ertasten. Denn richtig sichtbar werden Beulen, Dellen und Einschlüsse im Metall erst nach dem Lackieren. Ein optisches Messverfahren macht selbst kleinste Fehler erkennbar.

Eine Nobelkarosse zweiter Wahl gibt es nicht. Eine unregelmäßig lackierte Waschmaschine mag dank des Preisnachlasses noch einen Käufer finden; bei der Produktion von Fahrzeugen werden sichtbar fehlerhaft lackierte Metallteile nicht akzeptiert und daher nachbearbeitet oder aussortiert. Damit es gar nicht erst so weit kommt, versuchen Arbeiter am Fließband kleine Einschlüsse, Kratzer, Beulen oder Dellen bereits vorher visuell zu erkennen und zu ertasten. Denn richtig sichtbar werden solche Fehlstellen von rohen oder geschliffenen Metalloberflächen erst, nachdem sie lackiert wurden. Selbst wenn die Fehler nur wenige Mikrometer klein sind, lassen sie sich noch mit einem neuen optischen Prüfverfahren entdecken. Gebaut wurde die Demonstrationsanlage von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF gemeinsam mit dem Unternehmen FER Bildverarbeitungs GmbH in Magdeburg. Es setzt zwei patentierte Auswerteverfahren eines Magdeburger Technologie-Providers kombiniert ein.

„Der stereoskopische Blick der menschlichen Augen diente uns als Vorbild“, beschreibt Wirtschaftsingenieur Claudius Borgmann, Projektleiter im Geschäftsbereich Unternehmensstrategie und -gestaltung, das Messprinzip. „Wir haben jedoch die Augen durch zwei hochauflösende CCD-Kameras ersetzt, die das Messobjekt unter einem bestimmten Winkel aufnehmen. Ein auf die Oberfläche projiziertes Streifenmuster ermöglicht es, die beiden Teilbilder im Computer zur Deckung zu bringen. Dank der ausgefeilten Algorithmen erscheint am Monitor schließlich ein Bild der Oberfläche, in dem Fehlstellen wie in einer Reliefkarte der Erdoberfläche beliebig überhöht dargestellt werden können.“ Noch dauert es etwa zwei Minuten, bis ein vierzig mal vierzig Zentimeter großes Messfeld am Bildschirm erscheint. Doch können so bereits Fehler erkannt werden, die in der konventionellen Qualitätskontrolle überhaupt nicht aufgefallen wären.

In näherer Zukunft soll die Anlage so erweitert werden, dass die Teile automatisch zugeführt und vermessen werden. Als Fernziel schwebt den Wissenschaftlern vor, dass ein System mit erhöhter Aufnahme- und Bildauswertungsgeschwindigkeit direkt in den Produktionsablauf integriert wird. Dann ließen sich nicht nur Stichproben, sondern die Oberflächen sämtlicher Teile auf ihre Güte hin kontrollieren.

Ansprechpartner:
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Claudius Borgmann
Telefon: 03 91/40 90-8 01, Fax: 03 91/40 90-8 30,
E-Mail: claudius.borgmann@iff.fhg.de