Optische Inline-Defekterkennung an metallischen Freiformflächen in der Blechumformung

Im Automobilbau werden Struktur- und Aussenhautteile mithilfe der Blechumformung hergestellt. Aufgrund der Vielzahl an Einflussfaktoren, beginnend bei der Materialbeschaffenheit der Blechplatinen bis hin zu sensibel einzustellenden Parametern der Umformmaschinen, gilt es, auftretende Fehler an Bauteilen frühzeitig zu erkennen und den Fertigungsprozess kontinuierlich zu verbessern. Mithilfe der Kombination der sog. inversen Streifenprojektion und der Einseitenbanddemodulation wird im Rahmen dieser Arbeit eine neue Single-Shot-Methodik entwickelt, welche eine 3D-Inline-Inspektion an metallischen Freiformflächen in Vibration zulässt. Die zunächst bekannten Methoden werden kombiniert und unter maximaler Ausnutzung von Vorwissen über die Bauteilform, die Oberflächenbeschaffenheit sowie die Fehlercharakteristiken für die industrielle Tauglichkeit weiterentwickelt.
Im Fokus der Arbeit stehen die optimale inverse Musterberechnung mit Kontrastkorrektur, die „Messung anhand dunkler Streifen“ zur Reduktion von Phasenrauschen, die Erweiterung zur lokalen Frequenzauswertung anhand der Wavelet-Transformation und die robuste 2D-Lokalisierung der Defekte auf Basis der Differenz der Hauptkrümmungen im Phasensignal. Dabei wurde ein Prototyp, bestehend aus einer Kamera und einem Projektor entwickelt, welcher Einschnürungen bis zu einer Tiefe von 30μm robust in der Serienfertigung inline in der Presse detektieren kann. Quantitative Analysen der prozesstechnischen Störeinflüsse auf die Messtechnik sowie deren Reduzierung runden die Arbeit ab.