Leitfaden zur Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung

Der »Leitfaden zur Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung« gibt einen praxisorientierten Überblick über die Möglichkeiten und Randbedingungen der Oberflächenprüfung und -charakterisierung im industriellen Einsatz. In der 116 Seiten starken Publikation werden neben allgemeinen Grundlagen auch Systemkonzepte, Verfahren und Methoden zur Datenerfassung sowie zur Auswertung der Bild- und Messdaten beschrieben. Darüber hinaus werden anhand von Beispiellösungen typische Anwendungsfelder vorgestellt.

Oberflächeninspektion in Theorie und Praxis

Der Leitfaden setzt sich aus theoretischen und praktischen Beiträgen der angewandten Wissenschaft und industriellen Forschung zusammen.

Zunächst erhalten die Leserin und der Leser einen thematischen Überblick zu grundlegenden Aspekten der Bildgewinnung und Beleuchtung. Da für jede Aufgabenstellung unterschiedliche Systemanforderungen von Bedeutung sind, wird außerdem auf die wichtigsten Kriterien für die Konzeption und den Aufbau eines Oberflächenprüfsystems eingegangen. Im folgenden Abschnitt werden »Verfahren und Methoden« vorgestellt. Der Schwerpunkt liegt hier auf Methoden zur 3D-Vermessung von Oberflächen sowie der Charakterisierung und Messung von Mikro- und Nanostrukturen. Ferner werden Technologien wie Spektroskopie und Ellipsometrie angesprochen.

Der dritte Abschnitt widmet sich der »Auswertung der Bild- oder Messdaten« und geht auf entsprechende Werkzeuge und Software zur Entwicklung der Algorithmik ein. Außerdem wird in diesem Kapitel die Analyse der Oberflächen hinsichtlich Texturen und Farbe aufgearbeitet.

Um das breite Spektrum der Oberflächeninspektion in wichtigen, für die industrielle Praxis relevanten Facetten zu beleuchten, werden im vierten Abschnitt spezielle Anwendungsfelder beschrieben. Beispiele sind die Inspektion unterschiedlicher, strukturierter Oberflächen, die Inspektion von Leder, Bahnware, Dehnzellen, Turbinenteilen, oder Freiformteilen aus Guss. Zur Charakterisierung der Oberflächen hinsichtlich kleiner Strukturen bzw. Rauigkeiten werden Beispiele auf Basis der Weißlichtinterferometrie und Fokus-Variation vorgestellt. Spektroskopische Verfahren zur Sortierung von Holz bzw. zur Detektion von oberflächlichen Verschmutzungen wie Ölrückständen runden den Leitfaden ab.

Folgende Themen werden im Leitfaden zur Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung behandelt:

Thematischer Überblick

Beitrag 1: Einführung und Grundlagen
Beitrag 2: Bildgewinnung bei der Oberflächenprüfung
Beitrag 3: Konzeption und Aufbau eines Online-Oberflächeninspektionssystems

Verfahren und Methoden

Beitrag 4: Methoden der 3D-Vermessung von Oberflächen
Beitrag 5: Oberflächenmesstechnik  zur Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen
Beitrag 6: Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen mit Streulichtverfahren
Beitrag 7: Ellipsometrie zur Inline-Prüfung von gekrümmten Oberflächen und Beschichtungen
Beitrag 8: Bildgebende Spektroskopie an Oberflächen
Beitrag 9: Bewertung technischer Oberflächen mit Röntgen-Computertomographie

Auswertung der Bild- und Messdaten

Beitrag 10: Werkzeuge zur professionellen Entwicklung von Bildverarbeitungsalgorithmen
Beitrag 11: Texturanalyse
Beitrag 12: Farbe und Farbmessung
Beitrag 13: Online-Klassifikation von Farbtexturen
Beitrag 14: Selbstlernende Verfahren zur Prüfung von Oberflächen

Spezielle Anwendungen

Beitrag 15: Inspektion strukturierter Oberflächen
Beitrag 16: Inspektion von Leder
Beitrag 17: Prüfung von Dehnzellen
Beitrag 18: Prüfung von Turbinenteilen für Flugzeuge
Beitrag 19: Inline-Oberflächenprüfung von Bahnware
Beitrag 20: Oberflächeninspektion auf sehr schnell bewegten, heißen Oberflächen
Beitrag 21: Weißlichtinterferometrie in der industriellen Qualitätssicherung
Beitrag 22: Oberflächencharakterisierung von Schleifscheiben mit Fokus-Variation
Beitrag 23:Detektion von Oberflächendefekten auf Freiformteilen
Beitrag 24: Sortierung von Altholz mit bildgebender NIR-Spektroskopie
Beitrag 25: Bildgebende Inline-Oberflächeninspektion von Verschmutzungen und Defekten