Automobilindustrie: Schnelle und präzise Oberflächeninspektion bei

From Eye to Insight
TECHNISCHER BERICHT FÜR DIE INDUSTRIELLE FERTIGUNG
Automobilindustrie: Schnelle und präzise Oberflächeninspektion bei schwer darzustellenden Proben
AUTOREN
James DeRose
Wissenschaftlicher Autor, Marketing Stereo- und Digitalmikroskopie,
Leica Microsystems AG, Schweiz
Georg Schlaffer
Produktmanager Digitalmikroskopie,
Leica Microsystems AG, Schweiz
AUTOMOBILINDUSTRIE: SCHNELLE UND PRÄZISE OBERFLÄCHENINSPEKTION BEI SCHWER DARZUSTELLENDEN PROBEN 2
Einleitung
Die visuelle Inspektion von Bauteilen hinsichtlich Oberflächenmängel
und Defekten ist ein wichtiger Bestandteil der Qualitätskontrolle,
Qualitätssicherung, sowie der Fehleranalyse in der Automobilindustrie.
Einige dieser Teile bestehen aus Materialien, die mit optischen
Instrumenten, wie einem Mikroskop, schwer zu analysieren sind.
Beispielsweise erreicht man bei der Abbildung von Reifengummi
oder Kunststoffteilen (hier eine Luftauslassblende) mit den üblichen
Beleuchtungsverfahren nur einen geringen Kontrast, was das Erkennen
von Fehlern schwierig bis unmöglich macht.
>> Schneller Vergrößerungswechsel, durch fast nahtlos durchführbaren Objektivwechsel während des Arbeitsablaufs und der
Verwendung des stufenlosen 16:1-Zooms;
>> Schnelles, einfaches Kippen und Drehen zur Betrachtung der Probe
aus verschiedenen Blickwinkeln;
>> Integriertes LED (Light-Emitting Diode) Ringlicht und Koaxial
beleuchtung mit vielseitigen Kontrastverfahren;
>> Digitalkamera mit schnellem Livebild und hervorragender digitaler
Auflösung von 10 MP für hochwertige Bilder;
Im Folgenden wird gezeigt, wie das Digitalmikroskop Leica DVM6 Sie
unterstüzten kann, die Inspektion, Messung und Dokumentation Ihrer
Bauteiluntersuchung zu beschleunigen und erleichtern.
>> Software für intuitive, multifunktionale Probenanalyse und Mikroskopbedienung mit mehreren Benutzerprofilen;
>> Softwaregestützte Aufnahmemodi, z. B. XY- und XYZ-Stitching,
Effizientere Arbeitsabläufe bei schwer
darzustellenden Proben
Die Inspektion und Qualitätskontrolle von Bauteilen, wie beispielsweise
Reifen und Luftauslassblenden zu beschleunigen, ist immer wünschenswert. Schnellere Verfahren müssen allerdings ebenso zuverlässige
Ergebnisse liefern.
Moderne Digitalmikroskope wie das Leica DVM6 ermöglichen eine
effiziente und zuverlässige Inspektion und Qualitätskontrolle. Das
Leica DVM6 bietet:
>> Reproduzierbare Mikroskopie durch automatische Verfolgung und
Speicherung der wichtigsten Hardwareparameter (Kodierung), z. B.
für Objekttisch, Objektiv und Zoomoptik, Beleuchtung und Kameraeinstellungen, sodass Bildgebungsbedingungen schnell abgerufen
werden können;
sowie High-Dynamic-Range (HDR) Bildgebung.
Auf den nachfolgenden Seiten werden die Kippfunktion und die vielseitige, integrierte Beleuchtung des Leica DVM6 (rot hervorgehoben in
der obigen Aufzählung) und die sich daraus ergebenden Vorteile für die
Inspektion schwer darstellbarer Proben beschrieben.
AUTOMOBILINDUSTRIE: SCHNELLE UND PRÄZISE OBERFLÄCHENINSPEKTION BEI SCHWER DARZUSTELLENDEN PROBEN 3
Die nachfolgende Abbildung zeigt in einem Flussdiagramm, wie das Leica DVM6 im Vergleich zu anderen Methoden die Effizienz von Inspektionen
und Arbeitsabläufen in der Qualitätskontrolle verbessert. Die Grafik zeigt, dass die zunehmende Effizienz von Arbeitsabläufen zur Verringerung
der Prozesskomplexität und der Anzahl der Arbeitsschritte führt.
Arbeiten mit dem Leica DVM6
EFFIZIENZ DES ARBEITSABLAUFS
Mikroskop einrichten
und sofort mit der
Arbeit beginnen
Ergebnisse schnell
analysieren und
dokumentieren
Feinste Details mit
unterschiedlichen Kontrastverfahren sehen
Übliche Methoden
Einrichtung und
Bedienung des optischen Geräts erlernen
Geeignetes
Beleuchtungszubehör durch
Ausprobieren ermitteln
Relevante Details
suchen und Ergebnisse
dokumentieren
ANZAHL DER ARBEITSSCHRITTE
Daten zur Ergebnisanalyse offline
übertragen
Ergebnisse in Bericht
einfügen und
umformatieren
AUTOMOBILINDUSTRIE: SCHNELLE UND PRÄZISE OBERFLÄCHENINSPEKTION BEI SCHWER DARZUSTELLENDEN PROBEN 4
Digitalmikroskop Leica DVM6: Aufstellen und mit
der Arbeit beginnen
Schnelle Einrichtung und einfache Bedienung
Nach dem Einstecken des Netzkabels und Anschluss des USBKabels am PC setzen Sie einfach ein Objektiv ein und können sofort
beginnen mit dem DVM6 und der Leica Application Suite Software,
in der Version X (LAS X) zu arbeiten. Das Leica DVM6 hat einen
maximalen Arbeitsabstand von 60 mm und einen Objekttisch mit
einem Verfahrbereich von 70 x 50 mm. Der Objekttisch ist für Proben
bis zu einem Gewicht von 2 kg geeignet.
Draufsicht der Luftauslassblende
Die nachfolgenden Bilder zeigen:
>> Lauffläche und Querschnitt der Autoreifenprobe
>> Oberfläche und seitliche Ansicht der Luftauslassblende
>> Luftauslassblende auf dem Objekttisch
Seitliche Ansicht der Luftauslassblende; die roten Kreise markieren
die Defekte
Lauffläche der Autoreifenprobe
Querschnitt (roter Pfeil) der Autoreifenprobe mit Innenwandfläche
oben
Das Leica DVM6 mit einer Luftauslassblende auf dem Objekttisch, zur Betrachtung durch das Mikroskop vorbereitet
AUTOMOBILINDUSTRIE: SCHNELLE UND PRÄZISE OBERFLÄCHENINSPEKTION BEI SCHWER DARZUSTELLENDEN PROBEN 5
Betrachtung der Probe aus verschiedenen Blickwinkeln
Kippfunktion
Wenn Sie eine Probe aus verschiedenen Blickwinkeln betrachten, erhalten Sie genauere Informationen über die Probe. Der Kopf des Leica DVM6
lässt sich praktisch in jedem Winkel zwischen +60° und -60° kippen, bezogen auf die neutrale vertikale Position. Der Objekttisch lässt sich
kontinuierlich zwischen +180° und -180° drehen. Die folgenden Beispiele zeigen die Innenwandfläche eines Autoreifens und die Oberfläche
einer Luftauslassblende aus Kunststoff, die mit dem Leica DVM6 in unterschiedlichen Kippwinkeln aufgenommen wurden. Die Kippachse ist
euzentrisch, d. h. an der Probenfokusebene ausgerichtet. Sofern die Probe vorher fokussiert war, bleibt sie bei jedem Neigungswinkel im Fokus.
Autoreifen, Kippwinkel 0°
Autoreifen, Kippwinkel 15° bei geneigter Sicht werden feinere Details
auf der schwarzen Gummioberfläche sichtbar
Luftauslassblende, Kippwinkel 0°
Luftauslassblende, Kippwinkel -15°, der Defekt ist bei geneigter Sicht
deutlich erkennbar
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Digitalmikroskop Leica DVM6: Probenausleuchtung mit unterschiedlichen integrierten Kontrastverfahren
Das integrierte LED-Ringlicht und die Koaxialbeleuchtung des Leica DVM6 ermöglichen die schnelle und einfache Anwendung mehrerer
Kontrastverfahren, insbesondere Hellfeld, Dunkelfeld, Schräglicht und Polarisation mit Viertelwellenplatte. Diese Methoden vereinfachen die
Betrachtung feiner Probendetails, die normalerweise schwer erkennbar sind.
Die LAS X Software ermöglicht es, im Livemodus mit aktivierter Bildvorschaufunktion dank vordefinierter Beleuchtungsparameter (z. B.
Beleuchtungsart, -stärke, Belichtungszeit, Kontrast, HDR Bildgebung etc.) automatisch sechs verschiedene Bilder aufzunehmen. Sie entscheiden
anschließend, welches dieser sechs Bilder die aktuelle Probe am besten wiedergibt. Dieses Vorschaubild dient dann als Ausgangspunkt für Ihre
Bildaufnahme. Sie können vordefinierte Einstellungen unverändert übernehmen oder sie zur Optimierung für das im Livemodus angezeigte Bild
feinabstimmen.
Die Bildvorschau ermöglicht Ihnen, die Auswirkung der verschiedenen Beleuchtungen und Kontrastierungen besser zu beurteilen. Die folgenden Bilder
zeigen einen Querschnitt der Autoreifenprobe. Erkennbar sind Metalldrähte, nicht-metallische Fäden und das Reifengummi. Desweiteren folgen
Bilder einer Luftauslassblende aus Kunststoff mit einem Defekt auf der Oberfläche. Die Bilder wurden mit dem Leica DVM6 und den angegebenen
Beleuchtungsmodi aufgenommen:
Autoreifenquerschnitt mit voller Ringlichtbeleuchtung; die Oberflächendetails in der Bildmitte sind deutlich sichtbar
Gleicher Reifenquerschnitt wie im linken Bild, mit Viertel-Ringlichtbeleuchtung; seitliche Kanten und Details sind dank Schräglicht sichtbar
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Defekt auf der Luftauslassblende, volle Ringlichtbeleuchtung
Luftauslassblende mit Viertel-Ringlichtbeleuchtung für besseren
Kontrast von Oberflächendefekten
Voll- und ViertelRinglichtbeleuchtung
in der LAS X
Bildvorschau mit Leica LAS X:
Sechs Bilder des Reifenquerschnitts und
der Luftauslassblende (kleiner Defekt) mit
verschiedenen Licht- und Kontrastmethoden
Copyright © by Leica Microsystems (Schweiz) AG, CH-9435 Heerbrugg, 09/2015. Änderungen vorbehalten. LEICA und das Leica Logo sind eingetragene Marken der Leica Microsystems IR GmbH.
Reifenquerschnitt ohne High-Dynamic Range (HDR)
Reifenquerschnitt mit HDR: weniger Überstrahlung durch
reflektierendes Metall
Zusammenfassung
Für die Inspektion, Qualitätskontrolle und Fehleranalyse von Bauteilen, wie Reifen und Luftauslassblenden, sind viele Lösungen verfügbar. Das
Digitalmikroskop Leica DVM6 bietet Anwendern Vorteile wie Kodierung, schneller Vergrößerungswechsel, eine 10 MP Kamera und intuitive
Software. Insbesondere die Kippfunktion und die vielseitige integrierte Beleuchtung des Leica DVM6 ermöglichen eine effektive und effiziente
Untersuchung schwer darstellbarer Proben, wie beispielsweise schwarzer Gummiautoreifen und weißer Kunststoffblenden.
Danksagungen
Wir danken Giancarlo Parma (Leica Microsystems, Italien) für die Bereitstellung der Reifenproben.
Weiterführende Lektüre
Produktseite zum Digitalmikroskop Leica DVM6 unter www.leica-microsystems.com
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www.leica-microsystems.com
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