Detektion und Auffindwahrscheinlichkeit (POD) von Oberflächenfehlern in Metallen mittels optischer Inspektionsverfahren

In vielen Bereichen hängt die Güte eines Produkts mit der Qualität seiner Oberfläche zusammen. Bei Erzeugnissen wie beispielsweise beschichteten Metalldichtungen oder Triebswerkskomponenten muss die Unversehrtheit der Oberfläche überprüft werden, um das bestimmungsgemäße Betriebsverhalten des jeweiligen Bauteils zu gewährleisten. Neben den klassischen ZfP-Verfahren zur Oberflächenprüfung setzen sich insbesondere im Rahmen einer automatischen Qualitätskontrolle - verstärkt optische Verfahren durch, da sie berührungslos arbeiten und vielfältige Möglichkeiten zur Online-Fehlererkennung und klassifikation mittels geeigneter Algorithmen bieten. Abhängig von der Güte und der Komplexität des Beleuchtungs- und (Video-) Kamerasystems werden unterschiedliche Auflösungen im Hinblick auf die Fehler größe erreicht. Um verschiedene, in der Praxis eingesetzte Systeme quantitativ bewerten zu können, haben wir eine â versus a-Analyse zur Bestimmung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (englisch: Probability of Detection, POD) an einem ebenen Testkörper mit Bohrungen und Nuten unterschiedlicher Dimensionierung und Orientierung durchgeführt. Dem internationalen Standard MIL-HDBK-1823 in der aktuellen Version von 2007 folgend haben wir aus den digitalisierten und algorithmisch verarbeiteten Daten POD-Kurven ermittelt. Wir zeigen, dass die Anwendung komplexerer Sensorik und Algorithmik zu einer erheblichen Verbesserung der POD führt und den Einsatz optischer Oberflächeninspektionsverfahren zur quantitativen ZfP im Bereich der automatischen Qualitätskontrolle beispielweise von Stanzteilen oder bei der Produktion von Bandstahl unterstützt. Ein nicht zu unterschätzender Aspekt ist dabei auch die Objektivierung der Qualitätskriterien und die Reduktion des sogenannten menschlichen Faktors.