Herausforderungen bei der Prüfung stark reflektierender beweglicher Teile meistern

Jun 29, 2023

Qualitätssicherung (QA) ist ein wesentlicher Schritt jedes Herstellungsprozesses. Indem Hersteller sicherstellen, dass Teile gemäß Spezifikationen hergestellt werden, können sie die berüchtigten Kosten vermeiden, die mit fehlerhaften Produkten verbunden sind. Allerdings war die Prüfung stark reflektierender beweglicher Teile in der Vergangenheit für herkömmliche Bildverarbeitungslösungen eine Herausforderung, sodass eine automatisierte Qualitätssicherung keine Option war. Der Inspekto S70 überwindet diese Probleme.

Der Prozess der visuellen Qualitätsprüfung kann im Allgemeinen in drei aufeinanderfolgende Schritte unterteilt werden: Bilderfassung, die sich auf den Prozess der Erfassung eines qualitativ hochwertigen Bildes des zu prüfenden Gegenstands bezieht; Teileerkennung, bei der das Inspektionssystem erkennt, dass das erfasste Bild das zu prüfende Teil enthält; und schließlich die Teileinspektion, bei der die Analyse durchgeführt wird, um festzustellen, ob das Teil gut oder fehlerhaft ist.

Wenn sich Teile aus stark reflektierendem Material bewegen, beispielsweise auf einem Förderband, wird der Schritt der Bilderfassung für Bildverarbeitungssysteme leider zu einer besonderen Herausforderung.

Die Herausforderung – reflektierend und bewegend

In zahlreichen Fertigungsanlagen werden Teile und Module aus stark reflektierenden Materialien wie Metallen oder Kunststoffen hergestellt. Beispiele hierfür sind Metallteile, die direkt aus dem Schmiede- oder Bearbeitungsprozess stammen, beschichtete Leiterplatten (PCBs) in Elektronikfertigungslinien oder Metallelemente, die in mechanischen Montagelinien zusammengebaut werden.

Reflektierende Objekte stellen eine Herausforderung für die visuelle Qualitätsprüfung dar, da zur Kamera reflektiertes Licht häufig zu Bildsättigung und Detailverlust führt. High Dynamic Range (HDR) ist eine gängige Methode zur Reduzierung von Reflexionen in einem Bild. Hierbei handelt es sich um eine Technik, mit der ein größerer dynamischer Helligkeitsbereich reproduziert werden kann, als dies herkömmlicherweise mit herkömmlichen digitalen Bildgebungs- oder Fototechniken möglich ist.

Eine wesentlich größere Herausforderung besteht jedoch, wenn die Lichtquelle ein eingebettetes Beleuchtungsmodul ist, das Teil des Inspektionssystems ist und dessen Beleuchtungspfad parallel zur Sichtlinie (LOS) der Kamera verläuft. In diesen Fällen steigt die Wahrscheinlichkeit einer Rückreflexion und deren Intensität.

HDR ist in diesem Szenario bei weitem nicht ausreichend und es müssen modernste proprietäre Antireflexionstechniken (AR) eingesetzt werden. Diese Techniken erfordern die Erzeugung mehrerer Bilder mit unterschiedlichen gerichteten Beleuchtungsmodulen. Diese Bilder werden dann zu einem einzigen, reflexionsfreien Bild zusammengefügt. Aufgrund der inhärent komplexen Natur dieses Prozesses sind die meisten vorhandenen AR-Techniken nicht robust genug für den tatsächlichen Einsatz in der Produktion.

Die Herausforderung wird noch größer, wenn die Teile in Bewegung sind. In vielen Fällen bewegen sich stark reflektierende Teile durch die erforderliche Prüfstation und können nicht angehalten werden, um eine stationäre Prüfung zu ermöglichen. Bis vor Kurzem galt es als unmöglich, mehrere Bilder zusammenzufügen, wenn das Teil in jedem Bild eine andere Position und räumliche Ausrichtung hat. Mittlerweile gibt es jedoch eine Lösung.

Die Lösung – ein technologischer Durchbruch

Inspekto hat dieses Problem gelöst, indem es mehrere neue Entwicklungen nutzte, um eine einzigartige, zum Patent angemeldete AR-Technologie zu schaffen.

Die erste ist die AMV-AI-Technologie (Autonomous Machine Vision AI), die drei zusammenarbeitende KI-basierte Engines enthält. Die erste der drei Engines ist die Acquisition AI Engine, eine einzigartige KI-Technologie, die entwickelt wurde, um die Parameter eines elektrooptischen Systems dynamisch und in Echtzeit an einen bestimmten Anwendungsfall anzupassen. Die zweite Engine erkennt das zu prüfende Teil, während die dritte Engine durch den Vergleich mit den Eigenschaften eines perfekten Teils, die während des anfänglichen Einrichtungsprozesses gespeichert wurden, bestimmt, ob es gut oder defekt ist.

Das zweite ist das ultraflexible elektrooptische System INSPEKTO S70, das der Acquisition AI-Engine ein großes Spielfeld bietet, um das Inspektionsprofil an die Anforderungen jeder Fallstudie anzupassen. Der INSPEKTO S70 bietet eine Vielzahl von Parametern, die von der KI des Systems autonom angepasst werden können, sodass Anpassungen spezifisch für das zu prüfende Produkt sind und eine äußerste Prüfgenauigkeit gewährleistet ist. Dynamische Anpassungen in Echtzeit werden autonom am gesamten Satz elektrooptischer Parameter durchgeführt.

Die AR-Technologie von Inspekto ist in mehrfacher Hinsicht einzigartig. Erstens erzeugt unsere AR-Technologie im Einklang mit unserem Ziel, Lösungen zu schaffen, die einfach und benutzerfreundlich zu implementieren sind, kein Flackern, das Mitarbeiter, die in der Nähe des INSPEKTO S70 arbeiten, stören oder belästigen könnte.

Zweitens wird durch die Kombination von einzigartigem AR und HDR in einer integrierten Technologie die Reflexion sowohl von externen Lichtquellen als auch vom integrierten Beleuchtungssystem des INSPEKTO S70 drastisch reduziert.

Schließlich ermöglicht die robuste Erkennungs-KI-Engine des Systems, die sicherstellen soll, dass das zu prüfende Teil tatsächlich im Bild vorhanden ist, die Zusammenführung mehrerer Bilder, selbst wenn sich das Teil im Vergleich zu den gespeicherten Standards an einer anderen Position oder Ausrichtung befindet.

Auf diese Weise kann die AR-Technologie von Inspekto die genaue Inspektion stark reflektierender, beweglicher Teile ohne die herkömmlichen Einschränkungen ermöglichen, die mit diesem Prozess verbunden sind. Dies macht den INSPEKTO S70 zur einzigen industriellen Sichtinspektionslösung, die in der Lage ist, diese Szenarien zu erfüllen, und öffnet die Türen der automatisierten Qualitätssicherung für eine Vielzahl industrieller Prozesse in so unterschiedlichen Branchen wie Elektronik, Metallverarbeitung, Kunststoffspritzguss und mehr.

Weitere Informationen: www.optimaxonline.com

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