Kamera-basierte Inline-Inspektion von Gusswerkstücken

Kunde: Automobilzulieferer

Im Projekt wurde eine Software zur Oberflächeninspektion von Gusswerkstücken entwickelt. Die Software verwaltet den gesamten Inspektionsprozess, angefangen bei der Kameraaufnahme, der Bildverarbeitung, Anomaliebewertung, bis hin zur Kommunikation mit der Hallen- bzw. Fördertechnik.

Projektkontext

Das Thema Qualitätssicherung ist ein zentraler Bestandteil in der automatisierten Produktion. Die manuelle Inspektion von Bauteilen gerät jedoch oft schnell an ihre Grenzen, z. B. bei großen Stückzahlen oder hohen Präzisionsanforderungen. In schwierigen Produktionsszenarien finden manuelle Prüfungen deshalb teilweise nur stichprobenartig statt.

Automatisierte Kamera-basierte Inspektionssysteme erlauben es, verschiedenste Qualitätskriterien im Takt der Produktion für jedes Bauteil einzeln zu prüfen. Der fehlerfreie Werkszustand des Bauteils kann somit auch langfristig dokumentiert und für den Fall von Regressansprüchen beweisbar nachvollzogen werden.

Ziel des Projektes war es, eine maßgeschneiderte Software zur Inspektion eines konkreten Gusswerkstücks zu implementieren. Der Fokus lag auf der zuverlässigen Erkennung und Bewertung von Anomalien wie Kratzern und Poren. Die Softwarelösung umfasst dabei sowohl die Steuerung der Kameras, die Verarbeitung der Bilder, das Speichern der Informationen in einer Datenbank, die Kommunikation mit der Hallen- und Fördertechnik, als auch die Anzeige des Prüfergebnisses an einem Arbeitsplatz.

Bild: Beispielhafter Kameraaufbau eines Inspektionssystems (kein Projektbezug)

Eingesetzte Technologien

Das Projekt wurde mit verschiedensten Technologien umgesetzt. Die Bildverarbeitung basiert auf Python, OpenCV und PyTorch. Die Kameraaufnahmen werden unter anderem mit PyPylon gesteuert. Informationen zu den Bauteilen und den Prüfergebnissen werden in einer PostgreSQL-Datenbank gespeichert. Die Kommunikation zur Hallen- und Fördertechnik (SPS) erfolgt über das Protokoll OPC-UA. Alle relevanten Informationen werden mithilfe eines web-basierten React-Frontends veranschaulicht.

Leistungsumfang

Im Rahmen des Projektes wurden folgende Arbeiten durchgeführt:

• Beratung zu möglichen Softwarelösungen
• Beratung und Erprobung zum optischen Aufbau des Inspektionssystems, zu den Kameras, Objektiven und der Beleuchtung
• Implementierung der Software zur Kamerasteuerung und Bildaufnahme, Bildverarbeitung, Bewertung der Anomalien, Datenbank, Kommunikation und Benutzerschnittstelle
• Beratung zu Hardwareanforderungen für Server und Netzwerktechnik