Qualitätssicherung transparenter Objekte

Am Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Karlsruhe, werden Sichtprüfsysteme unter anderem zur industriellen Inspektion von transparenten Materialien für die Qualitätssicherung entwickelt. Bei der Control wird mit dem System »Purity« eine Lösung zur 100-Prozent-Hochgeschwindigkeitsprüfung transparenter Objekte im Durchlauf bei einer Materialstromgeschwindigkeit von bis zu 3 Metern pro Sekunde präsentiert. Die Prüfung basiert auf eindeutigen und genormten Merkmalen und erfolgt mit großer Schärfentiefe. Fehler wie Spannungen oder Einschlüsse im Material werden zuverlässig erkannt. Adressiert werden Glasproduzenten, Folienhersteller, Hersteller optischer Komponenten oder Kunststoffproduzenten.

Um komplexe Objekte vollständig zu prüfen, müssen Bilder mit unterschiedlichen Beleuchtungsanordnungen kombiniert werden. Am Fraunhofer IOSB werden Purity-Prüfsysteme zur Prüfung komplexer transparenter Bauteile mit bis zu 64 unterschiedlichen, spezifisch angepassten Beleuchtungen realisiert. Da diese Anpassungen in der Regel mit applikationsspezifischem Aufwand verbunden sind, ist eine entsprechend programmierbare Beleuchtung wünschenswert.

Eine entscheidende Verbesserung für einen flexibleren Einsatz ist die Einführung von lichtfeldbasierten Lichtquellen, mit denen man die Orts- und Richtungsverteilung der Lichtstrahlen flexibel einstellen kann.

Ziel ist es dann, Objekte mit komplexen Geometrien mit einem speziell angepassten »Lichtrezept« so zu beleuchten, dass relevante Strukturen mit maximalem Kontrast detektiert werden können. Das optimale Lichtfeld für diese Aufgabe wird durch einen Algorithmus ermittelt, welcher die Beleuchtungsmodalitäten intelligent der individuellen Objektgeometrie anpasst.

Dieser Ansatz zeigt den Weg auf für eine zukünftige Generation von Inspektionssystemen mit Bildverarbeitung. Hier werden Bildauswertung und Beleuchtung gemeinsam für ein möglichst effizientes Inspektionssystem zur Qualitätssicherung transparenter Objekte optimiert.