Fraunhofer-Allianz Vision
Fraunhofer-Allianz Vision

Programm Inspektion und Charakterisierung von Oberflächen mit Bildverarbeitung

Mittwoch, 4. Dezember 2019

9:00 – 16:45 Uhr

Theoretische Grundlagen und Methoden

Uhrzeit Tagesordnungspunkt
ab 8:30 Ankunft und Begrüßungskaffee
9:00 - 9:15 Einführung in das Seminar

Dipl.-Ing. Michael Sackewitz, Fraunhofer-Allianz Vision, Fürth
9:15 - 9:45 Bildgewinnung bei der Oberflächenprüfung

Prof. Dr.-Ing. Thomas Längle, Fraunhofer IOSB, Karlsruhe

Bedeutung der Bildgewinnung für leistungsfähige und robuste automatische Inspektionssysteme – Bildaufnahme als Engineering-Aufgabe – Beleuchtungs- und Aufnahmetechniken
9:45 - 10:15 Typischer Aufbau und Beispiele für Algorithmen von Oberflächeninspektionssystemen

Dr. Henrike Stephani, Fraunhofer ITWM, Kaiserslautern

Oberflächeninspektionssysteme – Aufbau – Komponenten – Systemsoftware – Schnittstellen –Modularität – Anwendung
10:15 - 10:45 Theorie und Methoden der Farbmessung

Dr. Robin Gruna, Fraunhofer IOSB, Karlsruhe

Photometrie – Lichtquellen – Farbe als Sinneswahrnehmung – Farbe vs. Spektrum – Messung von Farbe und Spektrum – Farbvalenzen – Farbwerte – Farbräume
10:45 - 11:15 Kaffeepause
11:15 - 11:45 Spektroskopische Charakterisierung von Oberflächen mit Zeilenspektroskopie

Dr.-Ing. Jochen Aderhold, Fraunhofer WKI, Braunschweig

Grundbegriffe – Messprinzipien – Zeilenspektrographie – Hauptkomponentenanalyse – Klassifikationsverfahren – mögliche Anwendungen, z. B. Altholzsortierung bzw. Recycling
11:45 - 12:45 3D-Vermessung von Oberflächen

Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann, Fraunhofer IOSB, Karlsruhe

Szenenmodellierung – photometrisches Stereo – strukturierte Beleuchtung – Streifenprojektion – Deflektometrie – Depth from Focus
12:45 - 13:45 Mittagspause
13:45 - 14:30 Oberflächenmesstechnik zur Charakterisierung von Mikro- und Nanostrukturen

Dipl.-Phys. Niels König, Fraunhofer IPT, Aachen

Messverfahren (Rasterkraftmikroskopie, Weißlichtinterferometrie, konfokale Mikroskopie, Fokusvariation usw.) – Auswertemethoden – Anwendungsbeispiele
14:30 - 15:15 Texturanalyse

Prof. Dr.-Ing. Michael Heizmann, Fraunhofer IOSB, Karlsruhe

Texturtypen – Texturmodelle – Texturmerkmale – typspezifische Texturanalyse – Detektion von Texturfehlern – Schätzung von Texturparametern – Radontransformation
15:15 - 15:45 Kaffeepause
  Realisierte und spezielle Anwendungen
15:45 - 16:15 Schnelle Rauheitsmesstechnik zur automatisierten 100-Prozent-Prüfung in Serienprozessen

Dipl.-Phys. Niels König, Fraunhofer IPT, Aachen

Hohe Messgeschwindigkeit durch den Einsatz optischer Messtechnik – Messung an schwer zugänglichen Stellen durch faseroptische Abstandssensoren – DIN/ISO konforme Auswertung von Oberflächen-Kenngrößen (Ra, Rq, Rz, Rp, Rv, Rpk, Rvk)
16:15 - 16:45 Inline-Prüfung von Oberflächen

Dr. Albrecht Brandenburg, Fraunhofer IPM, Freiburg

100-Prozent-Kontrolle in Produktionsgeschwindigkeit – Prozesssteuerung und -regelung – schnelle Bildverarbeitung – bildgebende Fluoreszenzanalyse – Anwendungsbeispiele: Defekterkennung, Verunreinigungen auf Oberflächen, Charakterisierung von Beschichtungen
im Anschluss Get-together mit Abendimbiss
Möglichkeit zur weiteren Vertiefung der Fachgespräche

Donnerstag, 5. Dezember 2019

9:00 – 15:30 Uhr

Praktische Anwendungen

Uhrzeit Tagesordnungspunkt
9:00 - 9:30 Optische Rauheitsmessung: praktische Anwendungen und neue, funktionsbeschreibende Parameter

 Dr. Stefan Scherer, Bruker Alicona, Graz, Österreich

3D-Oberflächenmesstechnik – Fokus-Variation – Formmessung – Rauheitsmessung – Mikrokoordinatenmesstechnik – Messunsicherheit – Wiederholbarkeit – Tribologie
9:30 - 10:00 Anwendungsbeispiele zur Inspektion strukturierter Oberflächen

Dipl.-Phys. Hartmut Eigenbrod, Fraunhofer IPA, Stuttgart

Einführung – Anwendungsbeispiele aus verschiedenen Branchen – Anwendung von selbstlernenden Prüfverfahren – Oberflächenprüfungen im NIR – Ausblick
10:00 - 10:30 Blick über den Tellerrand der klassischen Oberflächeninspektion

 Dr. Ronald Rösch, Fraunhofer ITWM, Kaiserslautern

Inspektion von Leder – Rostwageninspektion – Tablettendickenvermessung – Von 4D auf 2D – Röntgen und konvexe Hülle
10:30 - 11:00 Kaffeepause
ab 11 Uhr Praktikum: Durchführung von Versuchen an Bildverarbeitungssystemen
Station Systembeschreibung
Station 1

Inspektion transparenter Materialien

Mit dem patentierten Prüfsystem Purity können transparente Objekte auf Materialfehler wie absorbierende oder streuende Einschlüsse, Blasen, Kratzer, Staub, Schlieren, Farbe und Polarisationseffekte geprüft werden. Die Inspektion erfolgt mittels einer mehrkanaligen Bildaufnahme unter Verwendung unterschiedlicher Beleuchtungskonstellationen. Durch eine speziell optimierte Bildfusion können selbst komplex geformte Prüflinge aus nur einer Ansicht inspiziert werden. Prüfzeiten unter einer Sekunde sind meist problemlos realisierbar.

» Fraunhofer IOSB, Karlsruhe
Station 2

Deflektometrie zur Inspektion spiegelnder Oberflächen

Mit deflektometrischen Verfahren können spiegelnde und teilspiegelnde Oberflächen untersucht werden, wobei sowohl die Prüfung auf lokale topographische Defekte als auch eine hochempfindliche Messung der Glanzeigenschaften möglich ist. Das Verfahren ist gegen Vibrationen und Umgebungslicht weitgehend unempfindlich, lässt sich mit Standardkomponenten realisieren und kommt ohne Laser aus. Damit steht für mindestens teilweise reflektierende Oberflächen eine optische Inline-Messtechnik zur Verfügung, die die klassische qualitative Prüfung um eine quantitative und dokumentierbare Messung ergänzt und damit eine robuste Defekterkennung und -bewertung ermöglicht.

» Fraunhofer IOSB, Karlsruhe
Station 3

Optische 3D-Oberflächenmesstechnik

InfiniteFocus ist ein optisches 3D-Messgerät zur Qualitätskontrolle von technischen Oberflächen im Mikro- und Nanobereich. Steile Flanken, große Rauheiten und stark reflektierende, inhomogene Materialien werden mit einer vertikalen Auflösung von bis zu 10 nm gemessen. Die 3D-Analyse erfolgt direkt im optischen Farbbild. Das Funktionsprinzip basiert auf der geringen Schärfentiefe einer optischen Vergrößerung. Die Oberfläche einer Probe wird vertikal gescannt. Es werden sowohl die topographische als auch die registrierte Farbinformation einer Probenoberfläche generiert. TopMap Pro.Surf basiert auf dem Prinzip der Weißlichtinterferometrie und eignet sich zur Messung von Ebenheiten, Höhenabständen und Parallelitäten großer Flächen und Strukturen z.B. von technischen Oberflächen. Mit 70 mm vertikalem Messbereich und hoher vertikaler Auflösung unabhängig von den Bildfeldgrößen ergibt sich viel Spielraum  für flexible Messaufgaben. Die telezentrische Optik erreicht dabei selbst schwer zugängliche Bereiche wie zum Beispiel Bohrungen.

» Bruker Alicona, Graz

» Polytec GmbH, Waldbronn
Station 4

Modulares System für die Oberflächenprüfung

Das Bildverarbeitungssystem ist ein flexibler Aufbau mit unterschiedlichen Kameras und Beleuchtungskomponenten. Durch gezielte Auswahl der Komponenten kann das System vielseitig eingesetzt werden, was im Seminar anhand unterschiedlicher Proben demonstriert wird.

» Fraunhofer ITWM, Kaiserslautern

Im Anschluss:
Möglichkeit zur Diskussion und Analyse individueller Prüfaufgaben mit den Betreuern der Prüfsysteme

Untersuchung eigener Proben
Es besteht die Möglichkeit, eigene Proben im Rahmen des Praktikums untersuchen zu lassen. Bitte nehmen Sie hierzu Kontakt mit der Seminarleitung auf. Die Teile müssen spätestens vier Wochen vorher vorliegen.

Die Seminarleitung behält sich in Ausnahmefällen Änderungen der Referenten und des Programmablaufs vor.