Automobil und Metallverarbeitung

Beleuchtung für Maschinelles Sehen in der Automobilindustrie und der Metallverarbeitung

• Reflektierende Metalloberflächen, die leicht Blendungen und helle Flecken verursachen.
• Enge Maßtoleranzen, die telezentrische Optik und eine gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung erfordern.
• Mängel wie Kratzer, Dellen, Schweißnahtunregelmäßigkeiten und Lackfehler.
• Einfallswinkel und Dunkelfeld wurden so gewählt, dass das Oberflächenrelief sichtbar wird.
• Jeder Anwendungshinweis enthält einen Link zu den entsprechenden RODER-Produkt- und Technologieseiten.

Die Automobil- und Metallverarbeitung stellt die Bildverarbeitung für Maschinelles Sehen vor einige der größten Herausforderungen hinsichtlich der Beleuchtung. Bearbeitete und gestanzte Metallteile sind reflektierend und verursachen daher starke Blendungen. Zudem sind die Toleranzen eng und die Fehler kaum erkennbar. Daher müssen die Beleuchtungsgeometrie und der Einfallswinkel sorgfältig ausgewählt werden. Dieser Branchen-Hub stellt die Prüfaufgaben in der Automobil- und Metallverarbeitung vor. Er verknüpft zudem jeden Anwendungshinweis mit der empfohlenen Technik und den passenden RODER Vision-Produkten. Kurz gesagt: Er ist der Einstiegspunkt für Ingenieure, die gestanzte, bearbeitete, gegossene und geschweißte Metallteile beleuchten. Darüber hinaus bündelt er das Branchen-Know-how an einem übersichtlichen Ort.

Warum die Metallprüfung schwierig ist

Das erste Problem ist die Spiegelung. Poliertes oder bearbeitet Metall reflektiert Licht wie ein Spiegel, sodass direkte Beleuchtung zu übersättigten Hellfeldern führt. Infolgedessen verdecken diese hellen Bereiche das zu untersuchende Merkmal. Aus diesem Grund verwenden Ingenieure diffuse, kuppelförmige oder koaxiale Geometrien, um die Reflexion zu steuern.

Das Oberflächenrelief stellt das zweite Problem dar. Kratzer, Dellen und Gravuren sind flach, sodass sie bei flacher Beleuchtung nicht erkennbar sind. Im Gegensatz dazu streift eine Beleuchtung aus flachem Winkel oder im Dunkelfeld die Oberfläche und verstärkt deren Kontrast. Infolgedessen kann es sein, dass für dasselbe Bauteil hinsichtlich Oberflächenfehlern eine völlig andere Geometrie erforderlich ist als für die Maßprüfung.

Die Größe und das Gewicht des Bauteils stellen das dritte Problem dar. Karosserieteile und Gussteile sind groß und schwer, was die Handhabung erschwert. Zudem ist das Sichtfeld breit. Aus diesem Grund werden häufig mehrere Beleuchtungseinheiten kombiniert, um eine gleichmäßige Ausleuchtung über das gesamte Bauteil hinweg zu gewährleisten.

Die wichtigsten Inspektionsaufgaben

Dieser Bereich umfasst mehrere wiederkehrende Aufgaben. Zunächst werden im Rahmen der Dimensionsmessung bearbeitete Teile, Befestigungselemente und Stanzteile anhand enger Toleranzen vermessen. Anschließend werden bei der Oberflächenfehlerkennung Kratzer, Dellen, Porositäten und Werkzeugspuren aufgespürt. Darüber hinaus werden bei der Schweißnahtprüfung die Lage der Naht, die Durchgängigkeit sowie Spritzer überprüft.

Ebenso wichtig ist die Kontrolle von Lackierungen und Beschichtungen. Hier deckt eine gleichmäßige Beleuchtung Läufer, Orangenhaut und Farbabweichungen an Karosserieteilen auf. Darüber hinaus wird bei der Montageprüfung das Vorhandensein, die Ausrichtung und die korrekte Befestigung der Bauteile überprüft. Schließlich werden bei der Gewinde- und Befestigungsmittelprüfung bei Teilen mit hohen Stückzahlen die Steigung, die Länge und die Kopfgeometrie überprüft.

Die Metallbearbeitung bringt ihre eigenen Prüfvorgänge mit sich. So müssen beispielsweise Guss- und Schmiedeteile frei von Porosität, Kaltverschlussstellen und Graten sein. Darüber hinaus werden bearbeitete Oberflächen auf Werkzeugspuren, Grate und Rauheit geprüft. Daher sind sowohl die Guss- als auch die Bearbeitungsphase auf gerichtetes Licht angewiesen, um dreidimensionale Oberflächenmerkmale sichtbar zu machen. Infolgedessen wechselt eine einzelne Prüfstation während des Zyklus häufig zwischen mehreren Geometrien.

Empfohlene Beleuchtungstechniken

Jede Aufgabe ist einer bestimmten Geometrie zugeordnet. Bei Präzisionsmaßen sorgt telezentrische Hintergrundbeleuchtung für verzerrungsfreie Silhouetten und Kanten im Subpixelbereich. Bei oberflächlichen Oberflächenfehlern heben Dunkelfeld- und Flachwinkelbeleuchtung das Relief von Kratzern und Dellen hervor. Bei spiegelnden und gekrümmten Oberflächen unterdrücken diffuse Beleuchtung und Dombeleuchtung Blendeffekte.

Feinabstimmungen runden das Design ab. So beseitigt beispielsweise die Polarisation verbleibende Spiegelreflexionen auf beschichtetem Metall und glänzendem Lack. Zudem stabilisiert Monochromatisches Licht in Verbindung mit einem Filter den Kontrast gegenüber dem Umgebungslicht. Im Gegensatz dazu wird weißes Licht bevorzugt, wenn die Lackfarbe beurteilt werden muss. Daher werden Geometrie, Spektrum und Polarisation gemeinsam ausgewählt.

Auch bei schweren Bauteilen spielt die Integration eine wichtige Rolle. So müssen beispielsweise bei großen Karosserieteilen Beleuchtungseinheiten an Robotern oder Portalkränen angebracht werden. Folglich bewegt sich die Beleuchtung mit der Kamera mit, um einen konstanten Winkel beizubehalten. Zudem widerstehen robuste Gehäusekörper dem Öl, den Spänen und den Vibrationen in Metallbearbeitungsbetrieben. Das Ergebnis ist ein Design, das Optik, Mechanik und Langlebigkeit in Einklang bringt.

Empfohlene VISIOTRONIX-Beleuchtungen

Vier Beleuchtungsserien decken die meisten Prüfaufgaben in der Automobil- und Metallverarbeitung ab. Die nachstehende Tabelle verweist für jede auf die Produktseite und nennt die Aufgabe, die sie an der Linie übernimmt.

	Serie	Beleuchtungsfamilie	Typischer Einsatz
	DL6-Serie	LED-Flächenbeleuchtungen	Gleichmäßiges direktes Licht auf zerspanten und gestanzten Teilen für Oberflächen- und Anwesenheitsprüfungen
	DL5-Serie	LED-Flächenbeleuchtungen	Hohe Spitzenintensität im Blitzbetrieb für schnelle Linien und bewegte Bauteile
	BL3-Serie	LED-Durchlichtbeleuchtungen	Durchlicht für Maßprüfungen an Verbindungselementen, Profilen und Drehteilen
	DC6-Serie	LED-Ringbeleuchtungen	Schattenfreies Licht rund um das Objektiv für runde Teile, Bohrungen und Gewindemerkmale

Bei den meisten Aufgaben in der Automobilindustrie und der Metallbearbeitung kommt eine ausgewählte Gruppe von Beleuchtungseinheiten zum Einsatz. Für die Maßmesstechnik sollten Sie LED-Hintergrundbeleuchtungen wählen. Bei Oberflächenfehlern und gerichteter Beleuchtung verwenden Sie LED-Balkenbeleuchtungen oder LED-Ringlichter mit kleinem Abstrahlwinkel. Für breite Platten sollten Sie LED-Plattenleuchten in Betracht ziehen.

Für Mehrstationen-Zellen, OEM-Integration oder Sondergeometrien bietet VISIOTRONIX zudem technische Unterstützung über die Kontaktwege des Unternehmens. In der Praxis verwandelt die richtige Kombination aus Geometrie, Winkel und Polarisation ein spiegelndes Metallteil in ein klares, messbares Bild. Beginnen Sie daher mit der Applikationsschrift, die zu Ihrer Aufgabe passt, und folgen Sie anschließend den Verweisen auf die Technologie- und Produktseiten. So führt die Auswahl rasch vom Problem über die Technik zu einer konkreten RODER-Beleuchtung.

Qualität, Qualitätsverfolgbarkeit und Null-Fehler-Prinzip

Die Qualitätsstandards in der Automobilindustrie sind streng und umfassend dokumentiert. Folglich zielt jeder Prüfpunkt auf ein Null-Fehler-Ziel ab. Darüber hinaus müssen Bauteile rückverfolgbare Kennzeichnungen aufweisen, sodass das Code-Lesen und das Auslesen von Zeichen Teil des Arbeitsablaufs sind. Daher bildet eine gleichbleibende Beleuchtung die Grundlage sowohl für die Messtechnik als auch für die Rückverfolgbarkeit.

Wiederholgenauigkeit schützt die gesamte Lieferkette. Ein übersehener Riss oder ein falscher Maßwert kann sich bis zum fertigen Fahrzeug auswirken. Aus diesem Grund ist eine flimmerfreie, stromstabilisierte Beleuchtung während langer Schichten unerlässlich. Die RODER Vision-Treiber halten den LED-Strom konstant, sodass die Helligkeit bei jeder Erfassung gleich bleibt.

Die Dokumentation schließt den Kreislauf ab. So werden beispielsweise für jedes Teil Messwerte und Fehlerbilder protokolliert. Auf diese Weise erstellt die Anlage eine lückenlose Qualitätsdokumentation für Audits und Kundenberichte. Darüber hinaus wird jedes Teil durch Kennzeichnung und Code-Lesen mit seinen Produktionsdaten verknüpft. Somit unterstützt die Beleuchtung für Bildverarbeitungssysteme sowohl die Erkennung als auch die lückenlose Rückverfolgbarkeit im gesamten Werk.

Anwendungshinweise für die Automobilindustrie und die Metallbearbeitung

Die folgenden Anwendungshinweise beschreiben konkrete Prüfungen in der Automobil- und Metallbearbeitungsindustrie. In jedem Fall erläutert der Hinweis die Problemstellung, die empfohlene Beleuchtung sowie die entsprechenden RODER-Produkte.

Maßprüfungen von Verbindungselementen

Telezentrische Optik und gleichmäßige Hintergrundbeleuchtung ermöglichen die Messung von Schrauben, Bolzen und Befestigungselementen. Dadurch bleibt die Maßgenauigkeit hoch, ohne dass perspektivische Verzerrungen auftreten.

Karosserie, Schweißen und Lackierung

Die LED-Strategien umfassen Karosserieteile, Schweißnähte, Lackierungen und bearbeitete Teile. Dadurch erreichen die Automobilfertigungslinien an jeder Station eine fehlerfreie Qualität.

Dimensionsinspektion der Palettenlinie

Konfigurationen mit mehreren Beleuchtungseinheiten beseitigen irreführende Schatten und optische Verzerrungen. Dadurch werden mechanische Teile in Palettenlinien mit einer Genauigkeit im Hundertstelbereich gemessen.

Häufig gestellte Fragen

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