Ein dreidimensionales Bildverarbeitungssystem für die Automatisierung visueller Prüfvorgänge

Wirtschaftliche Produktion mit hohem Qualitätsstandard ist das Kennzeichen der modernen Industrie. Die Automatisierung in möglichst allen Produktionsbereichen ist das Ziel der heutigen Forschung und Entwicklung. Die Entwicklung eines flexiblen und anpassungsfähigen 3D-Bildverarbeitungsystems zur Automatisierung visueller Vorgänge der Qualitätsprüfung ist das Ziel der vorliegenden Arbeit. Die Konzeption des Systems basiert auf der Kombination der 3D-Bildverarbeitung mit einem Industrieroboter. Die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Systems sind wichtige Voraussetzungen für die Aufgaben der Prüfung unterschiedlicher Qualitätsmerkmale eines Produktes oder Bauelements. Aufgrund der Vielfalt der Aufgabenstellungen wird das System unter einer Umgebung eingesetzt, in der viele Parameter im Prüfablauf nicht vorher definierbar sind und das Kamerasystem ständig unter Defokussierung arbeiten muß. Die Eigenschaften des Kamerasystems unter Defokussierung wurden untersucht. Zur Bestimmung der Bildmitte, die eine der wichtigsten Parameter der Kamera ist, ist ein neues Verfahren entwickelt worden. Damit ist die gesamte Meßunsicherheit, unabhängig von der Genauigkeit des mechanischen Aufbaues des Kamerasystems, auf ein Minimum reduzierbar. Die Anordnung des Kamerasystems mit zwei Kameras kann nach einer abgeleiteten Formel, unter Berücksichtigung der erforderlichen Meßgenauigkeit, Größe der Sehfelder und der gegebenen Kameraparameter, optimal bestimmt werden. Die Genauigkeit der Positionierung des Roboters, sowohl translatorisch als auch rotatorisch, ist ein wichtiger Einflußfaktor der Genauigkeit des Systems und muß deshalb sehr genau bekannt sein. Ein verbessertes Meßverfahren wurde dazu entwickelt, mit dem die Positioniergenauigkeit des Roboters in beliebigen Positionen des gesamten Bewegungsraums unter Verwendung eines stereoskopischen Theodolitenmeßsystems automatisch gemessen werden kann. Bei nicht sehr hoher absoluter Positioniergenauigkeit des Roboters sind die herkömm