Verfahren der Konturanalyse zur Automatisierung visueller Prüfvorgänge

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissenschaftlicher Mitar beiter am Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) und am Fraunhofer Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart. Mein Dank gilt Herrn Prof. Dr. -lng. H. -J. Warnecke fUr die groSzugige Unterstutzung und Forderung meiner Arbeit sowie Herrn Professor Dr. -phil. H. J. Tiziani fur die Dber nahme des Koreferates und die konstruktive Durchsicht der Arbeit. Daruberhinaus danke ich allen Mitarbeitern des Instituts, die mich in zahlreichen Diskus sionen mit Anregungen und Kritik unterstutzt haben. Insbesondere gilt mein Dank Herrn Dr. -Ing. W. Rauh fUr seine wertvollen Anregungen sowie den Herren Konrad Hager und Ralph Bogusch fUr die Mitarbeit bei den umfangreichen Programmiertatigkeiten. Die DurchfUhrung dieser Arbeit lieS mir oft wenig Zeit fUr meine Familie. Fur ihre Unter stutzung und ihr Verstandnis danke ich daher ganz besonders meiner Frau Sabine. Knut Kille Stuttgart, J uni 1994 Inhaltsverzeichnis o Verwendete Abkiirzungen und Fonnelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 2 Visuelle Priifung in der Qualitatssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 1 Problemstellung und Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 2. 2 Stand der Technik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 Bewertungskriterien fUr Sichtpriifprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3. 1 Bewertungskriterien fUr die PriifdurchfUhrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 3. 2 Bewertungskriterien fUr das Priifergebnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 3. 3 Bewertungskriterien fUr automatische Priifanlagen . . . . . . . . . . . . . . . 31 3. 4 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 4 Automatisierung der Fehlstellenerkennung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. 1 Konzeption von Priifeinrichtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. 1. 1 Sensorik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 4. 1. 2 Optik und Beleuchtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 4. 1. 3 Bildauswertesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 4. 2 Ableitung einer automatisierungsgerechten Priifspezifikation . . . . . . 41 4. 3 Systemperipherie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .