Neues System für die zuverlässige Glasinspektion

Prüfung zweier Glasstäbe auf Fremdkörper und Luftblasen durch Purity
Bilder: Fraunhofer IITB


Das Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB, Karlsruhe, stellt auf der glasstec 2008 ein neu entwickeltes Inspektionssystem vor, mit dem sich die Qualität von Glas und transparenten Kunststoffen während des Produktionsprozesses automatisch prüfen lässt.

Der transparente Werkstoff Glas wird sowohl in der Gebäudehülle als auch bei der Gestaltung von Innenräumen in vielfältiger Weise eingesetzt. Um den hohen Ansprüchen an das visuelle Erscheinungsbild und insbesondere an die sicherheitsrelevanten Eigenschaften der Glaskonstruktionen gerecht werden zu können, muss das verwendete Glas qualitativ einwandfrei sein.

Kleinste, mit dem bloßen Auge nicht sichtbare Fehler oder Einschlüsse im Material können auch lange nach der Montage der Glaselemente durch das Einwirken von äußeren Einflüssen Ausgangspunkte für Glasschäden sein. Um das Risiko eines Glasbruchs zu minimieren, ist während des Produktionsprozesses eine kontinuierliche Qualitätskontrolle erforderlich. Speziell für diesen Einsatzbereich präsentiert das Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB auf der glasstec 2008 ein neues Inspektionssystem zur automatischen Qualitätsprüfung von Glas und transparenten Kunststoffen während des Produktionsprozesses.

Ein Vergleich der Bilder einer Glaskugel mit Lufteinschluss im Zentrum, aufgenommen mit Purity (links) und einer konventionellen Durchlichtanordnung (rechts) zeigt die Vorteile der Lösung des Fraunhofer IITB.

Patentiertes System Purity

Projektleiter Dr. Rüdiger Heintz erläutert hierzu: "Die besondere Herausforderung für die industrielle Bildverarbeitung bestand in der Erkennung von Einschlüssen und Luftblasen in beliebig geformten transparenten Materialien. Hierzu zählen Flachglas, gebogenes Glas, Linsen, Kugeln, Granulate und ähnliche Objekte." Das patentierte System Purity des Fraunhofer IITB kann, nahezu unabhängig von der Objektgeometrie, Transparenzänderungen, Einschlüsse von Fremdkörpern sowie Luftblasen erkennen und unterscheiden.

Laut Fraunhofer IITB ermöglicht Purity in den meisten Fällen die komplette Inspektion aus einer einzigen Ansicht. "Je nach Aufgabenstellung bildet eine Zeilenkamera oder ein Laserscanner die Grundlage des flexiblen und zuverlässigen Inspektionssystems. Die Bildaufnahme und -auswertung erlaubt die schritthaltende Sortierung bei Materialstromgeschwindigkeiten bis zu drei Meter pro Sekunde sowie die Inspektion im freien Fall", erklärt Heintz zur Funktionsweise.

Prüfung gebogener Verbundgläser (links mit Purity, rechts mit einem konventionellen System). Defekte in der Zwischenfolie können mit dem neuen System sicher erkannt werden. Im Bild sind Aufschäumungen weiß und Trübungen bzw. eingelagerte Fremdstoffe schwarz dargestellt.

Vielseitige Einsetzbarkeit

Bei gebogenen Gläsern führen Verunreinigungen, eingebettete Defekte, Kratzer oder Brüche wie bei anderen Glaskörpern auch zu Qualitätsminderungen. Mit einer Lösung, die auf einem Laserscanner basiert, können diese Mängel in dreidimensional ausgedehnten Gläsern detektiert werden. Mit einer mehrkanaligen Prüf-Anordnung ist außerdem eine Klassifikation der Fehler möglich.

Die Prüfung flacher Objekte wie Granulate, Scherben oder Flachglas erfolgt mit ein- oder mehrkanaligen Systemen, die auf Zeilenkameras basieren. Dreidimensionale Glaskörper wie zum Beispiel Hohlglas oder gebogene Gläser werden mit einem ein- oder mehrkanaligen Laserscanner geprüft. Für beide Realisierungen wird mit dem ersten Kanal das Transparenzprofil im Objekt ermittelt. Störungen dieses Transparenzprofils können aus Form-Abweichungen, Transmissions-Abweichungen, durch eingelagerte Fremdkörper oder aus Oberflächenstörungen resultieren. Mit zusätzlichen Inspektionskanälen wird die Art der Störung ermittelt und klassifiziert. Für die Inspektion flacher Objekte kann alternativ der Farbverlauf im Prüfling kontrolliert werden. Optional ist zusätzlich die Erkennung von Staub auf der Oberfläche flacher Objekte möglich.

glasstec 2008 bietet Überblick

Mit der vermehrten Verwendung von Glas für sicherheitsrelevante Bauprodukte wuchs auch der Bedarf an Systemen, mit denen die Produktqualität kontinuierlich gesichert werden kann. Der Markt bietet mittlerweile eine Reihe zuverlässiger Lösungen für unterschiedlichste Einsatzbereiche. Einen sehr guten Überblick über die aktuellen Angebote bietet die glasstec 2008. Das Fraunhofer-Institut für Informations- und Datenverarbeitung IITB präsentiert sein neues Inspektionssystem in Halle 13, Stand E38.