Kunststofftechnik Leoben - Zweijahresbericht 2015 - 2016

© Polymer Competence Center Leoben GmbH
© Polymer Competence Center Leoben GmbH
AUF EINEN BLICK
• Partner: Polymer Competence Center
Leoben GmbH
Ansprechpartner:
Priv.Doz. Dr. Dieter P. Gruber
dieter.gruber@pccl.at
+43 3842 429 6228
Integriertes Qualitätssicherungssystem zur Vollinspektion von großen Kunststoffoberflächen
Integrated quality assurance systems for full examination of the appearance of large plastic surfaces
Die Qualitätsprüfung von Komponenten mit großen Dimensionen,
wie sie z. B.bei Blendenelementen des Automobil-
Interieurs auftreten, stellt eine große Herausforderung für
Machine-Vision Systeme dar. Weisen diese Komponenten zudem
gekrümmte Oberflächen auf, so galt die Aufgabenstellung für ein
automatisches Inspektionssystem bisher als unlösbar. In die Produktion
integrierte Qualitätssicherungssysteme für eine Vollprüfung
des Erscheinungsbildes von Kunststoffoberflächen waren daher
in der Vergangenheit nicht vorhanden.
Dr. Dieter P. Gruber und sein Team haben am Polymer
Competence Center Leoben (PCCL) ein neuartiges „künstliches
Auge“ entwickelt, das weltweit erstmals eine schnelle, automatische
und reproduzierbare Messung der visuellen Wirksamkeit von
Oberflächenfehlern auf großen Kunststoffoberflächen während
der Produktion ermöglicht. Dabei ist es gelungen, mehrere wesentliche
Probleme klassischer Inspektionssysteme zu lösen: So ist
eine automatische Prüfung aller Glanzeigenschaften möglich, die
ein menschlicher Betrachter wahrnimmt. Das künstliche Auge ist
in der Lage, Lackbeschichtungen und Auto-Interieur-Komponenten,
aber auch Oberflächen von Consumer-Produkten wie Handys
oder Laptops so zu beurteilen, wie ein menschliches Auge es
tun würde.
In der Abbildung oben ist die jüngste Groß-Inspektionsanlage zu sehen,
welche in der Lage ist, bis zu 1 200 mm lange Komponenten
in nur vier Sekunden zu prüfen. Die Simulation des menschlichen
Sehens in Bezug auf die Beurteilung von Oberflächenqualitäten
wurde auf eine neue Stufe gehoben, wodurch z. B. nun Schwellwerte
zwischen der Sichtbarkeit und Nicht-Sichtbarkeit von Fehlern
in hoher Übereinstimmung mit menschlichen Gutachtern bestimmt
werden können. Diese Optmierung reduziert den „Schlupf“ von fehlerhaften
Teilen und ermöglicht andererseits durch eine genauere
Fehlerbeschwellwertung eine Steigerung der für einen Verkauf geeigneten
Gut-Komponenten. Die große Resonanz der Fachwelt auf
dieses Inspektionssystem ist dementsprechend äußerst groß. Für
Forschung und Entwicklung steht am Lehrstuhl für Spritzgießen von
Kunststoffen ein Laborversuchsstand zur Verfügung.
Dieter P. Gruber ist Träger des Houska-Preises und des Magna
Styria Awards. Er war Österreicher des Jahres 2014 in der Kategorie
Forschung und habilitierte sich 2015 an der Montanuniversität.
Quality testing of components with large dimensions, as for
example elements of automotive interiors, is a big challenge
for a machine-vision system. If these components
also have curved surfaces, the task was regarded to be unsolvable
for an automated inspection system. Hence, production integrated
quality assurance systems for full examination of the appearance
of large plastic surfaces were not previously present.
Dieter P. Gruber and his team developed a new “artificial eye” at the
Polymer Competence Center Leoben (PCCL), which enables fast, automatic
and reproducible measurement of the visual effect of surface
defects for the first time on large plastic surface components
during production. Thereby, several essential problems of classical
inspection systems have been addressed and solved: An automatic
evaluation of all perceivable gloss properties was achieved. The
artificial eye is able to assess paint coatings and car interior components,
as well as surfaces of consumer products such as mobile
phones or laptops, the same way as a human eye would.
The image above shows the latest automated inspection system,
which is capable of testing the complete surface of up to 1 200
mm long components in as little as 4 seconds. The simulation of
human vision with respect to the assessment of surface quality
could be increased to a new level, whereby e.g. the determination
of thresholds between the visibility and non-visibility of errors
with very high correlation with human evaluators can take
place. This reduces “false good”-parts and, on the other hand, reduces
“false defect”-parts suitable for sale by means of a more accurate
error threshold evaluation. The response of the plastic part
branch to this inspection system is accordingly extremely wide.
For research and development a laboratory test stand is available
at the Chair for Injection Molding of Polymers.
Dieter P. Gruber awarded the Houska-Price and the Magna Styria
Award. He was Austrian of the Year 2014 in the category science
and habilitated 2015 to Assoc.Prof. at the Montanuniversitaet.
37