System zur Inspektion von Oberflächen mit Deflektometrie im Durchlauf

Prinzip der Deflektometrie
© Fraunhofer IOSB

Prinzip der Deflektometrie

Das Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildverarbeitung IOSB, Karlsruhe, stellt ein System für die Inspektion sowohl von diffus als auch von spiegelnd reflektierenden Oberflächen auf Basis der Deflektometrie vor. Viele Bauteiloberflächen werden in einem Fertigungsprozess einer Beschichtung unterzogen, wodurch sich die Reflektanz der Oberfläche entscheidend ändert.

Deflektometrie im infraroten Spektralbereich
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Deflektometrie im infraroten Spektralbereich

Ein typisches Beispiel ist die Lackierung einer Automobilkarosserie. Hier ist es wünschenswert, Defekte schon frühzeitig im Produktionsprozess zu erkennen, also schon vor der Lackierung und dem Finish. Durch die Lackierung geschieht für die menschliche Wahrnehmung von Oberflächendefekten allerdings Entscheidendes – die Oberfläche wird spiegelnd und ermöglicht so die Beobachtung der Umgebung als Spiegelbild in der Bauteiloberfläche. Hieraus resultiert eine extrem hohe Sensitivität der menschlichen Wahrnehmung für topographisch ausgeprägte Defekte.

Diese Eigenschaft bildet die Deflektometrie durch eine automatisierte und kamerabasierte Auswertung von Spiegelbildern von bekannten Beleuchtungsmustern nach. Damit können bei spiegelnd reflektierenden Oberflächen alle Arten von topographisch ausgeprägten Defekten, wie Pickel, Dellen, Welligkeiten, Orangenhautmerkmale oder Verzüge detektiert und messtechnisch bewertet werden. Bisher war die Deflektometrie auf den Einsatz im Bereich der im visuellen Spektralbereich spiegelnden Oberflächen, z.B. lackierte Flächen, beschränkt. Durch den Einsatz von thermischen Strahlungsmustern und die Beobachtung mittels IR-Kameras lassen sich die deflektometrischen Verfahren auch auf den Einsatz bei Flächen erweitern, die im visuellen Spektralbereich eine diffuse Reflexion zeigen, also matt erscheinen. Dies gilt insbesondere für nicht-lackiertes Stahl- oder Aluminiumblech.

Auswertung der deflektometrischen IR-Daten
© Fraunhofer IOSB

Auswertung der deflektometrischen IR-Daten

 

Durch den Einsatz der Deflektometrie im visuellen und zusätzlich im infraroten Spektralbereich wird zweierlei erreicht:

  • eine durchgehende Inspektionsmöglichkeit mit demselben Prüfprinzip über die komplette Prozesskette vom unbeschichteten Bauteil bis zum Finish sowie
  • die Möglichkeit, die hervorragenden Eigenschaften der Deflektometrie, wie Neigungssensitivität und sehr hohe Empfindlichkeit, bei diffus und spiegelnd reflektierenden Oberflächen anwenden zu können.