Partikuläre Verunreinigungen und Defekte auf Bauteiloberflächen werden in der Produktion entweder durch Sichtkontrolle oder durch Abspülen des Bauteils und Analyse der Spülflüssigkeit erkannt. Diese Art der Qualitätskontrolle ist aufwändig und nicht in den Fertigungsprozess integrierbar. Das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM entwickelt jetzt im Rahmen des Forschungsprojekts SPOT zusammen mit Partnern ein neuartiges optisches Inline-Messsystem.
Bei der Fertigung von Bauteilen müssen definierte Grenzwerte für die Sauberkeit eingehalten werden. Die Erkennung und Klassifizierung von Partikeln auf der Oberfläche sollte möglichst schnell in der Fertigungslinie erfolgen, sodass eine Korrektur des Produktionsablaufs unmittelbar möglich wird. Dazu gehört zum Beispiel die Optimierung von Parametern einer Reinigungsanlage. An der Entwicklung der dafür notwendigen Technologien arbeitet das Fraunhofer IPM im Rahmen des im April 2021 gestarteten Forschungsprojekts SPOT gemeinsam mit Partnern. Die angestrebte Lösung besteht aus drei Teilen: Erstens aus einem optischen Sensor zur vollständigen Prüfung von Bauteiloberflächen auf Defekte und Partikel direkt nach der Reinigung, zweitens aus Reinigungsanlagen zur qualifizierten Reinigung komplexer Bauteile sowie drittens aus einer Steuerung, die das Reinigungs- und Messsystem weitestgehend autonom hinsichtlich der individuellen Bauteile und der zugehörigen Prüfanforderungen KI-basiert bewertet und anpasst.
SPOT – Detektion und Klassifizierung mithilfe KI-basierter Bildauswertung
Die Erkennung und Klassifizierung von partikulären Verunreinigungen und Defekten auf Bauteiloberflächen soll bei SPOT per adaptiver photonischer Oberflächentestung mit lernfähiger Bildauswertung möglich werden. Die optische Bilderzeugung wird mithilfe adaptiver Lichtfeldsteuerung realisiert, die automatische Bildanalyse mithilfe von KI-Methoden. Das adaptive Lichtfeld sorgt dafür, dass für jede Bauteiloberfläche eine optimierte Beleuchtung gewählt wird. Damit ist gewährleistet, dass Defekte und Partikel auf dem Bauteil unabhängig von dessen Geometrie und Reflexionseigenschaft sicher inspiziert werden können.
Kontakt:
Dr.-Ing. Albrecht Brandenburg, Gruppenleiter Optische Oberflächenanalytik,
E-Mail: albrecht.brandenburg@ipm.fraunhofer.de
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Text zum Titelbild: Automatisierte optische Oberflächenprüfung von Freiform-Oberflächen (©Fraunhofer IPM)
