Nahezu alle Werkstoffe können mittels Kleben mit sich selbst oder mit anderen Werkstoffen verbunden werden. Neben dem Verbinden oder der Kraftübertragung sind aber auch andere Eigenschaften von Klebern, die auf technische Bauteile aufgebracht werden, gefragt. Die Verbindungen sollen zum Beispiel abdichten oder sie sollen elektrisch isolierend oder leitend sein. Dies gilt auch in Bezug auf ihr thermisches Verhalten. So werden in der Automobil- oder Elektroindustrie immer mehr Bauteile verklebt. Damit Verklebungen oder Abdichtungen den geforderten Ansprüchen genügen, muss bereits der Auftrag des Klebers überprüft werden. Hierfür können wir zwei Lösungsansätze anbieten.
Die Überprüfung der Kleberaupe in einer zweidimensionalen Ansicht - 2D Prüfung
In diesem Fall erfassen eine oder auch mehrere Kameras die gesamte Oberfläche des Bauteils. Es wird eine zweidimensionale Ansicht der Prüffläche erzeugt. Die Ortsauflösung der Kamera sollte so hoch gewählt werden, dass Breitenabweichungen der Kleberaupe bzw. Fehlstellen gut erfasst werden können. Eine möglichst homogene und reflexarme Ausleuchtung der Szene erhöht den Kontrast zwischen Klebermaterial und Untergrund und erhöht damit die Zuverlässigkeit und Aussagekraft der Prüfung. Fluoreszierende Beimischungen im Klebermaterial sorgen bei transparenten Materialien für den nötigen Kontrast.
Bei kleineren Objekten können zum Beispiel sehr gut marktübliche Dombeleuchtungen eingesetzt werden. Bei größeren Flächen ist es oft nötig eine spezifische Beleuchtung zu entwerfen. Von Vorteil ist es dann, wenn die eingesetzte Kameratechnik mit einer verfügbaren HDR-Funktion hilft, den Kontrast zwischen Klebermaterial und Untergrund zu verbessern.
Bei der 2-dimensionalen Prüfung wird die Breite und die Kontinuität der Kleberaupe geprüft, eine Höhen- oder Volumenbestimmung der Kleberaupe ist nicht möglich.
Wir setzen bei der 2-dimensionalen Kleberaupeninspektion auf das Tool BeadInspect unseres Partners Cognex, mit dem es möglich ist, Fehler in Wülsten wie Lücken oder unzulässige Breitenschwankungen einfach zu detektieren.
Abbildung: Eine kompakte Lösung: Cognex In-Sight Kamera mit dem BeadInspect Tool
BeadInspect ist ein All-in-One-Prüftool, bei dem alle nötigen Schritte der Bildverarbeitung, wie zum Beispiel die Lokalisierung der Wulst oder Rauschunterdrückung optimal für die Inspektion der Kleberaupen vorbereitet bzw. zusammengefasst sind. Das Tool kann mit wenigen Klicks an die Objektgeometrie angepasst werden und bietet konfigurierbare Toleranzwerte für die Prüfparameter. Es unterstützt den Anwender durch die automatische Extraktion der Kleberaupe vom Hintergrund und das Anlegen der Prüfkontur bzw. Prüfbereiche.
BeadInspect ist sowohl in den In-Sight-Kameras von Cognex verfügbar wie auch in der PC-basierten Vision Software VisionPro.
Abbildung: In der Prüfszene werden von BeadInspect mehrere Abweichungen vom Sollzustand detektiert
Mitführen des Sensors mit dem Dispenser bzw. Verfahren des Bauteils unter einem Sensor - 3D Prüfung
Ein Beispiel für die Prüfung mit einem 3D Laser-Triangulationssensor ist die Inspektion einer Klebraupe auf einem Smartphone Abdeckglas. Bei dieser Prüfung wird entweder der 3D-Sensor entlang der Raupenkontur über das Prüfobjekt bewegt oder umgekehrt das Objekt unter dem Sensor. Die Scan-Frequenz des Sensors wird von der Geschwindigkeit der Bewegung bestimmt oder kann über einen Encoder der Bewegung angepasst werden.
Abbildung: Kleberaupeninspektion an einem Smartphone Abdeckglas
Da die 3D-Sensoren mit Ihrem Sehfeld nur den Bereich der Kleberaupe abdecken, ist das Auflösungsvermögen mit z.B. 1920 Pixeln hoch genug, um auch feinste Raupen genau prüfen zu können. Das Scan Profil des Sensors liefert neben der Raupenbreite im 3D-Bild auch die Höheninformationen. Somit kann auch das Volumen des Auftrags bestimmt und die Messdaten zur Regelung der Durchflussmenge verwendet werden.
Abbildung: Überprüfung des Kleberauftrags auf einem Kfz-Sonnendach mit einem 3D-Profilsensor
Die Bildauswertung und Ergebnisberechnung zur 3D-Inspektion des Auftrags von Klebern oder Dichtmitteln kann entweder PC-basiert erfolgen oder auch mit dem neuesten System In-Sight 3D-L4000, bei dem die Auswertung bereits im Sensor stattfindet, durchgeführt werden.
Das In-Sight 3D-L4000 3D Bildverarbeitungssystem stellt ein Novum im Bereich der 3D Lasertriangulation dar, da es zum einen über eine Speckle-freie blaue Laseroptik verfügt und zudem mit der integrierten Bildverarbeitung ein umfassendes Set echter 3D-Vision-Tools bietet, ohne eine externe nachgeschaltete Verarbeitung zu benötigen.
