Inline-Messsystem Automatische Bildanalyse von verunreinigten Oberflächen

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Verunreinigte oder defekte Oberflächen wollen Forscher mithilfe von automatischen Bildanalysen und Künstlicher Intelligenz schneller erkennen. Das optische Inline-Messsystem soll die aufwendige Sichtprüfung ersetzen.

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Inlilne-Messtechnik: Automatisierte optische Oberflächenprüfung von Freiform-Oberflächen.
Inlilne-Messtechnik: Automatisierte optische Oberflächenprüfung von Freiform-Oberflächen.
(Bild: Fraunhofer IPM)

Sauberkeit spielt in der Produktion von Bauteilen eine entscheidende Rolle. Partikel auf den Oberflächen von Bauteilen müssen erkannt und entsprechend klassifiziert werden. Das sollte möglichst direkt auf der Fertigungslinie erfolgen. Nur dann ist eine Korrektur des Produktionsablaufs unmittelbar möglich. Dazu gehört es beispielsweise, die Parameter einer Reinigungsanlage zu optimieren. An der Entwicklung solcher Techniken arbeitet das Fraunhofer IPM im Rahmen des im April 2021 gestarteten Forschungsprojekts SPOT zusammen mit Partnern.

Die dabei angestrebte Entwicklung besteht aus drei Teilen:

  • Einem optischen Sensor, um die Oberflächen von Bauteilen nach der Reinigung vollständig auf Defekte und Partikel zu prüfen.
  • Zweitens aus Reinigungsanlagen, um komplexe Bauteile qualifiziert zu reinigen.
  • Drittens aus einer Steuerung, die das Reinigungs- und Messsystem weitestgehend autonom hinsichtlich der individuellen Bauteile und der zugehörigen Prüfanforderungen KI-basiert bewertet und anpasst.

Partikuläre Verunreinigungen und Defekte auf Bauteiloberflächen sollen sich mit SPOT erkennen und klassifizieren lassen. Dabei helfen soll eine adaptive photonische Oberflächentestung mit lernfähiger Bildauswertung. Die optische Bilderzeugung wird mithilfe adaptiver Lichtfeldsteuerung realisiert, die automatische Bildanalyse mithilfe von KI-Methoden. Das adaptive Lichtfeld sorgt dafür, dass für jede Bauteiloberfläche eine optimierte Beleuchtung gewählt wird. Damit ist gewährleistet, dass Defekte und Partikel auf dem Bauteil unabhängig von dessen Geometrie und Reflexionseigenschaft sicher inspiziert werden können.

Das Projekt SPOT (System zur adaptiven photonischen Oberflächentestung mit lernfähiger Bildauswertung in Kombination mit einem Reinigungssystem) wird vom BMBF im Rahmen des Förderprogramms „Computer-Aided Photonics – Ganzheitliche Systemlösungen aus photonischen Verfahren und digitaler Informationsverarbeitung“ gefördert.

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