Auslegung und Performance von berührungslosen Verfahren zur Inline-Oberflächeninspektion

Bei der Entwicklung von Verfahren zur Qualitätskontrolle von Oberflächen ist eine flexible und schnelle Anpassung an kundenspezifische Anforderungen das wesentliche Kriterium. So müssen Inline-Oberflächeninspektionssysteme mit hoher Geschwindigkeit arbeiten und sich problemlos in eine Produktionsumgebung integrieren lassen. Beim Entwurf eines solchen Systems reicht es deshalb nicht, nur einen Aspekt der Bildverarbeitung wie z.B. die Algorithmik zu betrachten. Alle Komponenten - bestehend aus Software, Hardware, Aktorik und Sensorik - müssen genauestens aufeinander abgestimmt sein. In diesem Beitrag sollen die wichtigsten Anforderungen an ein Inline-Oberflächeninspektionssystem erfasst und die sich daraus ergebenden Möglichkeiten des Systemaufbaus beschrieben werden. Bei optischen Prüfsyst emen entscheidet das Erreichen der vom Endanwender vorgegebenen Detektionsrate und Auffindwahrscheinlichkeit darüber, ob ein solches System in der Praxis einsetzbar ist. Typischerweise werden diese Parameter in Form einer Vorstudie empirisch festgestellt, d.h. anhand von Musterteilen wird mehr oder weniger subjektiv entschieden, ob die Kundenanforderungen erfüllbar sind. Um zu entwickelnde Oberflächeninspektionssysteme quantitativ bewerten und neue Systeme gezielt zusammenstellen zu können, wenden wir â versus a-Analysen zur Bestimmung der Fehlerauffindwahrscheinlichkeit (englisch: Probability of Detection, POD) an. Die POD-Analyse stellt eine Möglichkeit dar, die minimalen Fehlergrößen zu einer hohen Detektionswahrscheinlichkeit quantitativ zu berechnen. Als Eingabeparameter für die POD- Analyse musste eine Metrik entwickelt werden, die die Detektionswahrscheinlichkeit eines Defektes erfasst. Mit diesen Werten kann dann die Performance eines Oberflächeninspektionssystems quantitativ bewertet werden. Wir illustrieren diese Vorgehensweise anhand von Beispielen aus dem Bereich der Prüfung von Kunststoffteilen und der Prüfung von metallischen Oberflächen.