Große Prüfobjekte in der Automobilindustrie

Qualität richtig beleuchten

Die Funktionssicherheit und Flexibilität von Vision-Anwendungen sind immer direkt verknüpft mit der installierten Beleuchtungsqualität und deren Steuerung. Eine optimierte Ausleuchtung unter wechselnden Bedingungen kann die Qualität der Prüfungen deutlich verbessern.

Das homogene Licht einer 1500 x 1500 Millimeter großen LED-Beleuchtung ist die Basis für die Prüfung des Kleberauftrages einer Automobil-Hutablage mit 0,3 Millimeter Auflösung. © Cretec

Prüfobjekte müssen so beleuchtet werden, dass kritischen Bereiche im Bild mit deutlichem Kontrast detektiert werden. Wie in der professionellen Fotografie orientiert sich Cretec, Hersteller von Beleuchtungssystemen, an der Definition Leuchtdichte. Für schwierige Messobjekte ist das von großer Bedeutung, wenn Form und Reflexionseigenschaften besondere Ansprüche stellen. Das ist beispielsweise wichtig bei lichtintensiven Anwendungen schnell bewegter Objekte in Produktionslinien, wenn die Mitte des Objekts nicht überstrahlt werden darf.

Das Kameraauge des Visionsystems erfasst den fehlerhaften Kleberauftrag mit hoher Detailtreue. © Cretec

Die Module der Cretec-Beleuchtungen werden für unterschiedliche Anforderungen angeboten. Die LED-Basismodule können zu beliebigen geometrischen Formaten zusammengesetzt werden, die Größen reichen von 50 x 50 Millimeter bis 6000 x 6000 Meter. Alle Lichtfarben in Dauerlicht oder Blitzlicht sind als Basismodule verfügbar. Beim Durchlicht-Beleuchtungsmodul ist der Abstand der dimmbaren LEDs untereinander und zur Abdeckung – einem speziellen Diffusor – so gewählt, dass ein optimiertes, randloses, homogenes Beleuchtungsfeld erzielt wird. In die Beleuchtungen können nach Bedarf Aussparungen für Optiken eingearbeitet werden, so dass die Kamera hinter der Beleuchtung sitzt und durchschauen kann. Die großflächigen LED-Leuchten sind ab Werk abgeglichen und benötigen bei einem Wechsel in der Anwendung keinen manuellen Abgleich.

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In der Automobilindustrie besteht zunehmend die Forderung die unterschiedlichen großen Komponenten von Verkleidungs- und Einbauteilen der Fahrzeuginnenausstattung automatisiert per Bildverarbeitung auf Fehler zu kontrollieren, um die fehlerfreie Montage zu gewährleisten. Die Anforderung dieser Applikationlösung bestand darin, Flachnadelfliese und Teppiche in den Abmessungen von 250 x 250 Millimeter bis 1400 x 1300 Milliemter mit einem Visionsystem zu prüfen. Zu berücksichtigen waren die Eigenschaften der Materialoberfläche und die Farben Weiß, Schwarz, Grau und Braun. Die Handhabung der großflächigen Bauteile übernehmen Roboter das große Aufnahmefeld erfordert einen Aufnahmeabstand der Kamera von 2,75 Meter. Es gilt das Bauteil Hutablage auf Vollständigkeit und exakten Kleberauftrag automatisch im dreischichtigen Betrieb zu kontrollieren. Dabei wird auch die Position des Bauteils erfasst und die Daten an einen zweiten Roboter weitergegeben. Anschließend wird ein Trägerteil aufgenommen, auf die Hutablage positioniert und gefügt.

Je nach Größe des Beleuchtungsmodules geschieht die Stromversorgung und externe Lichtsteuerung über mehrere M8 vierpolige Anschlussstecker der Schutzklasse IP65 bis IP67. © Cretec

Gelöst wurde diese Aufgabe mit einem System von Cretec. Ein großflächiges blaues LED-Beleuchtungssystem mit 45 Millimeter Höhe und 1,5 x 1,5 Meter und in der Mitte installierter 25 Megapixel-Kamera. Es steht ein Lichtstrom von etwa 32 000 Lumen am Prüfobjekt zur Verfügung Eine externe Steuerung steuert alle LED-Basismodule segmentweise direkt an. Das soll hohe Beleuchtungshomogenität und Intensität sicherstellen. Die mit Kleber beschichteten Hutablagen positioniert ein Roboter im Kamera-Aufnahmefeld. Ob der Kleberautrag über das komplette Bauteil gleichmäßig stattgefunden hat, wird dann mit einer Auflösung von 0,3 Millimeter detektiert.

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