Was ist ein Oberflächeninspektionssystem?
Oberflächeninspektionssysteme werden für die Produktinspektion in den Produktionslinien von Fabriken eingesetzt.
Sie werden vor allem eingesetzt, um fehlerhafte Produkte zu bestimmen und fehlerhafte Teile zu erkennen.
Anwendungen von Oberflächeninspektionssystemen
Oberflächeninspektionssysteme werden für die Produktkontrolle in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Sie werden zum Beispiel zur Prüfung von Produkten eingesetzt, die in Serie hergestellt werden, wie Folien, Glas und Bleche.
Oberflächeninspektionssysteme können eingesetzt werden, um die Auslieferung fehlerhafter Produkte zu verhindern, indem sie anhand der Bilddaten, die durch die Aufnahme eines Oberflächenbildes von jedem Produkt gewonnen werden, Produktfehler erkennen. Die mit Oberflächeninspektionssystemen zu prüfenden Gegenstände sind jedoch von Produkt zu Produkt unterschiedlich.
Bei Produkten, bei denen die Glätte wichtig ist, wie z. B. Folien und Glas, werden Unebenheiten erkannt, während bei Metallblechen gezielt feine Kratzer erkannt werden.
Funktionsweise der Oberflächeninspektionssysteme
Oberflächeninspektionssysteme erkennen Fehler auf der Grundlage von Bilddaten, die mit einer Kamera aufgenommen werden. Ein Oberflächeninspektionssystem besteht daher aus einer Inspektionseinheit, die einen Lichtempfänger und einen Lichtprojektor umfasst, und einer Steuereinheit für die Bildverarbeitung, zu der auch ein Computer gehört. Als Lichtempfänger im Inspektionsteil wird in der Regel eine CCD-Kamera verwendet.
Der Lichtprojektor bezieht sich auf die Lichtquelle, und je nach Anwendung werden Leuchtstofflampen, LEDs und Halogenlampen verwendet. Das von der Lichtquelle, dem Lichtprojektor, abgestrahlte Licht wird auf der Oberfläche des zu prüfenden Objekts reflektiert oder durchgelassen und von der CCD-Kamera im Lichtempfangsteil erfasst und in ein elektrisches Signal umgewandelt.
Die Signale der CCD-Kamera werden in der Steuereinheit bildverarbeitet, und aus den Bilddaten können Fehler erkannt und bestimmt werden. Die Methode zur Erkennung von Fehlern in den Bilddaten besteht darin, die erhaltenen Daten mit denen eines Produkts ohne Anomalien zu vergleichen und einen Fehler als Fehler zu bewerten, wenn eine Änderung festgestellt wird, die einen Schwellenwert überschreitet. Beispielsweise verwenden Oberflächeninspektionssysteme für Druckrohpapiere üblicherweise analoge Wellenformen anstelle von Bilddaten.
Bei dieser Methode können dünne Defekte je nach Schwellenwerteinstellung nicht erkannt werden, oder ein Grundton wird fälschlicherweise als Defekt gewertet. Die Verwendung von Bilddaten löst diese Probleme, da eine detaillierte Beurteilung anhand der Größe der Pixel möglich ist.
Weitere Informationen über Oberflächeninspektionssysteme
1. Optischer Aufbau von Oberflächeninspektionssystemen
Bei Oberflächeninspektionssystemen wird das Licht von einer Lichtquelle, dem Projektor, ausgestrahlt und auf der zu prüfenden Oberfläche reflektiert oder transmittiert. Es gibt fünf Arten der Reflexion und Transmission: direkte Reflexion, diffuse Reflexion, direkte Transmission, diffuse Transmission und Streutransmission.
Da jede Methode unterschiedliche Eigenschaften hat, ist es wichtig, die Methode danach auszuwählen, ob Sie bei der Oberflächeninspektion Fehler oder Unregelmäßigkeiten erkennen wollen.
2. Kameras und Projektoren in Oberflächeninspektionssystemen
Die Genauigkeit der Kamera der Inspektionseinheit ist ein sehr wichtiger Faktor bei Oberflächeninspektionssystemen. Wenn die Kamera nicht entsprechend ihrer Genauigkeit arbeitet, werden anormale Bereiche übersehen.
Die Leistung des Projektors, der das Licht auf das zu prüfende Objekt wirft, hat ebenfalls einen erheblichen Einfluss auf die Abbildungsleistung der Kamera. Um sicherzustellen, dass das Licht gleichmäßig auf die Oberfläche des Inspektionsobjekts, d. h. die Inspektionsfläche, scheint, wird eine Lichtquelle wie z. B. ein Lichtbalken mit einem Diffusor als Scheinwerfer verwendet, der gleichmäßig auf eine große Fläche des Inspektionsobjekts scheint. Gitterlicht (Spaltlicht) kann ebenfalls als Lichtquelle verwendet werden, um gekrümmte Oberflächen zu prüfen und kleinste Fehler zu erkennen.
3. Bildverarbeitung von Oberflächeninspektionssystemen
In Oberflächeninspektionssystemen wird das vom Objektiv der CCD-Kamera in der Inspektionseinheit eingefangene Licht als Bilddaten auf den Bildsensor projiziert und an den Computer übertragen, der die Bilder in der Steuereinheit verarbeitet. Die allgemeinen Prozesse der Bildverarbeitung sind die Vorverarbeitung, die Messverarbeitung, die Beurteilung, ob eine Anomalie vorliegt oder nicht, und die Ausgabe.
Da die vom Bildsensor erfassten Bilddaten stark verrauscht sind, wird für die Messung ein sauberes Bild verwendet, das durch Vorverarbeitung wie Glättung, Kantenextraktion und Verkleinerung entrauscht wurde. Der Computer vergleicht dann die Bilddaten mit den eingegebenen Kriterien, um zu entscheiden, ob sie anormal sind oder nicht, und gibt die Ergebnisse aus.
Viele der in Oberflächeninspektionssystemen verwendeten Kameras sind hochpräzise und haben eine große Anzahl von Pixeln. Eine große Anzahl von Pixeln erfordert jedoch einen enormen Vorverarbeitungsaufwand, so dass ein Computer mit einer leistungsstarken CPU erforderlich ist.