Inline-Inspektion texturierter und hochglänzender Kunststoffoberflächen

Kunststoffteile, die mit dekorativen Texturen versehene oder hochglänzende Oberflächen aufweisen, finden eine immer größere Verbreitung, insbesondere im Möbelbau, der Architektur oder dem Fahrzeugbau. Gefertigt werden solche Bauteile aus Halbzeugen, wie Folien, Platten oder Profilen. Sie werden im Extrusionsprozess hergestellt und können anschließend z. B. durch Thermoformen bzw. Hinterspritzen zum fertigen Bauteil weiterverarbeitet werden. Die Oberflächenqualität hängt maßgeblich von der Qualität der verwendeten Halbzeuge ab. Stand der Technik in der Qualitätskontrolle von Extrudaten sind Systeme zur Inspektion unstrukturierter oder sehr regelmäßig texturierter Oberflächen. Diese sind jedoch nicht in der Lage, Fehlstellen auf beliebig texturierten Dekorfolien oder hochglänzenden Oberflächen zu detektieren und zu klassifizieren. Die Qualitätskontrolle erfolgt in diesen Fällen durch eine vom Menschen durchgeführte visuelle Prüfung. Daher werden in der vorliegenden Arbeit Verfahren zur Inspektion texturierter und hochglänzender Kunststoffoberflächen entwickelt und untersucht, mit denen die automatische Qualitätskontrolle bereits in der Extrusionslinie erfolgen kann. Das entwickelte Inspektionssystem wird mit handelsüblicher PC-Hardware realisiert und seine Software ist objektorientiert und modular konzipiert. Ein Modul zur Fehlerdetektion ermittelt die Position der Fehlstellen in den von der Kamera aufgenommenen Bilddaten. Tritt eine Fehlstelle auf, wird ihre Aufnahme an ein Modul zur Fehlerklassifikation gesendet. Es ermittelt die Fehlerart. Durch die eingesetzten lernenden Verfahren wird eine schnelle und einfache Anpassung an neue Oberflächen- und Fehlerarten möglich. Für die Inspektion texturierter Oberflächen, werden statistische Texturmerkmale berechnet, die die Erkennung und Unterscheidung der Fehlstellen ermöglichen. Fehlstellen auf hochglänzenden Oberflächen werden mit einer speziellen Beleuchtungsstrategie, der Deflektometrie, für die Kamera sichtbar gemacht. Die Kamera bildet ein auf der Lichtquelle angebrachtes Streifenmuster ab, das auf der zu prüfenden Oberfläche gespiegelt wird. Bei fehlerfreien Oberflächen wird das Spiegelbild des Musters abgebildet. Fehlstellen führen zu charakteristischen Verzerrungen, die vom Bildverarbeitungsalgorithmus detektiert und klassifiziert werden. Die entwickelten Verfahren werden ausführlich anhand von Proben aus der industriellen Praxis getestet und validiert. Die Untersuchungen zeigen, dass die zuverlässige Inline-Inspektion texturierter und hochglänzender Oberflächen direkt in der Extrusionlinie auch bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten realisierbar ist.