Machine Vision Kameras in der Automobilindustrie
Max Reijngoudt
In der heutigen wettbewerbsintensiven Fertigungslandschaft spielen Industriekameras eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Qualitätskontrolle und Inspektion in der Automobilindustrie. Von der Erkennung mikroskopisch kleiner Defekte bis hin zur Überprüfung von Lackanwendungen – diese Systeme helfen Herstellern, effizienter zu arbeiten und Materialverschwendung zu reduzieren. In diesem Artikel wird erläutert, wie ein auf Nahinfrarot (NIR) basierendes Machine-Vision-System mit leistungsstarken Komponenten von VA Imaging erfolgreich zur präzisen Inspektion von Autoteilen eingesetzt wurde.
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Defekterkennung in der Automobilindustrie mit NIR-Bildgebung
Eines der besonderen Produkte, das VA Imaging anbietet, sind Nahinfrarot-Komponenten. In bestimmten Fällen können diese Komponenten ein unverzichtbarer Bestandteil eines Inspektionssystems sein. Da Unternehmen in der Automobilbranche ständig nach Möglichkeiten suchen, die Effizienz und Qualität ihrer Produktionsprozesse zu steigern, werden Industrielle-Kameras immer häufiger eingesetzt. Industrielle Kameras werden insbesondere für Anwendungen wie Defektinspektion, Lack- und Beschichtungsprüfung sowie Materialfehlererkennung verwendet. Die Fähigkeit, selbst kleinste Fehler an Fahrzeugteilen zu erkennen, erhöht die Zuverlässigkeit der Produkte und hilft, Kosten zu senken.
In diesem Artikel wird ein NIR-basiertes Machine-Vision-System vorgestellt, das zur Inspektion von Autoteilen eingesetzt wurde. Die Konfiguration umfasst die ME2P-530-72U3M-NIR-Kamera, ein VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110-Objektiv sowie eine NIR-LED-Spot-Beleuchtung.
Auswahl der besten Machine-Vision-Kamera
Die wichtigste Anforderung des Kunden bestand darin, dass Details mit einer Mindestgröße von 1,3 mm in einem Sichtfeld (FOV) von 1000 x 790 mm erkannt werden konnten.
Basierend auf diesen Spezifikationen – und der Bedingung, dass der Abstand zwischen Kamera und PC weniger als 4,7 Meter betragen musste – wurde die ME2P-530-72U3M-NIR-Kamera empfohlen. Diese monochrome Nahinfrarotkamera mit 5,3 Megapixeln ist mit dem Python5000-Sensor ausgestattet und bietet eine Auflösung von 2592 x 2048 Pixeln. Darüber hinaus ist sie mit einem Global Shutter ausgestattet und erreicht 72 Bilder pro Sekunde (fps). Monochrome NIR-Kameras sind besonders geeignet, um Oberflächendefekte zu erkennen, die unter normalem Licht nicht sichtbar sind. Der Global Shutter minimiert Bewegungsunschärfe bei der Inspektion beweglicher Teile.
Auswahl des richtigen Industrieobjektivs
Der Kunde wurde außerdem bei der Auswahl eines geeigneten Objektivs beraten. Um das benötigte Sichtfeld bei einem Arbeitsabstand von 651 mm zu erreichen, wurde das VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110-Objektiv empfohlen.
Dieses Objektiv ist ideal für das Inspektionssystem, da das 1.1"-Bildformat mit dem Kamerasensor kompatibel ist. Die Brennweite von 8 mm ermöglicht das gewünschte Sichtfeld von 1000 x 790 mm, und die Blende F2.8 sorgt für eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit bei NIR-Bildgebung. Mit dieser Kombination aus Objektiv und Kamera konnte das System Defekte von mindestens 1,3 mm Größe bei der gewünschten Arbeitsdistanz erkennen und gleichzeitig ein scharfes, verzerrungsfreies Bild liefern.
Auswahl der Beleuchtungslösung für die NIR-basierte Inspektion
In Machine-Vision-Anwendungen – insbesondere bei der Defekterkennung – spielt die Beleuchtung eine entscheidende Rolle. Zur Verbesserung des Inspektionssystems und zur Maximierung der Sichtbarkeit von Defekten wurden VA-SL-90x80-IR NIR-LED-Spots verwendet.
Diese Beleuchtung brachte mehrere Vorteile: Verbesserter Kontrast bei Materialunregelmäßigkeiten, was das Erkennen von Rissen, Verunreinigungen und strukturellen Abweichungen erleichtert.
Tiefere Durchdringung von Beschichtungen und Materialschichten, wodurch Defekte sichtbar werden, die unter sichtbarem Licht nicht erkannt würden. Besonders bei der Lack- und Beschichtungsinspektion sind NIR-Lösungen effektiv, da sie helfen, Inkonsistenzen wie Lackdicke oder falsche Beschichtungen besser aufzuspüren.
Software für die Anwendung – Daheng Imaging SDK
Für die Softwareseite entschied sich der Kunde für das kostenlose Software Development Kit (SDK) von Daheng Imaging. Dieses SDK war ideal, da es die einfache Einstellung von Parametern wie Belichtungszeit ermöglicht und verschiedene Programmiersprachen unterstützt – in diesem Fall Python. Mit dieser Software konnte der Kunde sein System problemlos integrieren und auf die spezifischen Anforderungen abstimmen.
Anwendungsziele des Inspektionssystems
Zur besseren Veranschaulichung der Nutzung des Systems in der Automobilfertigung hier ein Überblick über die erreichten Ziele:
- Erkennung ungleichmäßig aufgetragener Lacke, die zu Glanz- und Dickenunterschieden führen.
- Erkennung von Verunreinigungen, die die Oberfläche des Produkts negativ beeinflussen.
- Feststellung von Mikrorissen und anderen Unregelmäßigkeiten auf produzierten Bauteilen.
Durch den Einsatz der ME2P-530-72U3M-NIR-Kamera, des VA-LCM-25MP-08MM-F2.8-110-Objektivs und der NIR-LED-Beleuchtung konnte der Hersteller die Inspektionsgeschwindigkeit erheblich steigern und den Materialausschuss reduzieren, da Fehler frühzeitig erkannt wurden.
Einsatzmöglichkeiten in weiteren Automobilanwendungen
Neben der Inspektion von Rissen, Lack und Beschichtungen kann dieses System auch für weitere Anwendungsbereiche in der Automobilbranche genutzt werden:
Mit einem gut abgestimmten Machine-Vision-System lassen sich viele Probleme in der Automobilindustrie lösen und gleichzeitig die Effizienz deutlich steigern.
Brauchen Sie Hilfe bei der Auswahl einer Machine-Vision-Lösung?
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