Sichtteile im Interieur und Exterieur: Kratzer, Pickel und Überchromung an Zierleisten, Kühlergrill und Blenden im Takt prüfen

Ein Kühlergrill hat keine Dichtfläche und keine Lagerstelle. Was an ihm geprüft wird, hat keine Funktion, sondern einen Betrachter: den Kunden, der im Autohaus mit der Hand über die Zierleiste fährt und das Licht im Chrom wandern sieht. Die Prüfung von Sichtteilen ist deshalb die einzige Oberflächenprüfung, bei der der Fehler nicht durch das Bauteil definiert wird, sondern durch eine Zeichnung mit einer rot markierten Zone und durch einen Katalog, den der OEM geschrieben hat. Dieser Beitrag beschreibt, wie in dokumentierten Anwendungen aus diesem Katalog ein Prüfprogramm wird: vom Leuchtspot zur definierten Beleuchtung, vom Oberflächenmix zur Wahl zwischen Kontrastbild und Formbild, von der Zierleiste zur Zeile, vom Hochglanz zur Bewegung und von einer Spritzgießmaschine zu allen. Die Aufgabe stützt sich auf wenige, dafür genau beschriebene Fälle; der Text bleibt bei ihnen.

Wichtige Punkte im Überblick

An Sichtteilen definiert nicht das Bauteil den Fehler, sondern eine Zeichnung mit rot markierter Sichtzone und der Fehlerkatalog des OEM, der bereits das Prüfprogramm ist: die Zone wird zum Auswertebereich im Bild und jede Fehlerklasse zu einem eigenen Werkzeug mit eigener Schwelle, denn ein Pickel ist eine Erhebung, eine Überchromung eine Kante und ein schwarzer Punkt ein Kontrast.
Der Werker unter Leuchtspots kippt das Teil, bis der Kratzer aufblitzt, und genau diese Bewegung muss die Station mit einer Beleuchtung fester Richtung nachbilden, die jedes Teil gleich beleuchtet und gleich beurteilt, in dokumentierten Anwendungen auf rund 170 mm Bauraum für Optik und Beleuchtung.
Über dieselbe Station laufen Silber, Black Chrome, Holz und Aluminium, weshalb nicht die Auflösung entscheidet, sondern der Oberflächenmix: Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G trennt mit LumiTrax die Fehlerform im Formbild vom Muster der Oberfläche im Texturbild, sodass der Pickel erscheint und die Maserung des Holzdekors nicht.
Für einen Meter Zierleiste bei 0,3 mm Fehlergröße in dreißig Sekunden Takt gibt es kein festes Bildfeld, weshalb die High-End Bildverarbeitung mit ultimativer Flexibilität der Modellreihe XG-X mit Zeilenkamera das dokumentierte Konzept ist, bei dem die Auflösung entlang der Leiste an der Fahrgeschwindigkeit hängt und nicht an der Größe eines Bildfelds.
Weil der Kunde die Prüfung an jeder von einigen Dutzend Spritzgießmaschinen verlangt, ist die Einheit, die skaliert, ein Gerät je Maschine mit kopiertem Programm und dem Dekor als Variante, während die vorgeschriebene Prüfung heute einen Werker je Maschine und Schicht bindet.

Die Sichtzone ist rot markiert: der Fehlerkatalog als Prüfprogramm

Bei einem verchromten Kühlergrill liegt in dokumentierten Anwendungen eine Zeichnung vor, auf der die Sichtzone rot markiert ist, dazu ein umfangreicher Fehlerkatalog des OEM. Darin stehen die Fehlerbilder, die in dieser Zone nicht vorkommen dürfen: Kratzer, Pickel, Kupferaufwölbung, helle Stelle, offene Stelle, Pore, Bindenaht, schwarzer Punkt, Überchromung. Außerhalb der Zone gelten dieselben Fehler nicht oder nur in größerer Ausprägung. Der kleinste relevante Fehler liegt in diesen Fällen bei 0,3 bis 0,5 mm, auf einem Teil von etwa 200 mal 1000 mm.

Der Katalog ist damit bereits das Prüfprogramm, nur noch nicht in der Sprache einer Kamera. Übersetzt werden muss zweierlei: die Zone als Auswertebereich im Bild und jede Fehlerklasse als eigenes Werkzeug mit eigener Schwelle. Ein Pickel ist eine Erhebung, eine Überchromung ist eine Kante an falscher Stelle, ein schwarzer Punkt ist ein Kontrast. Wer diese drei mit einem Grenzwert sucht, findet entweder alle drei nicht oder meldet die Struktur des Grills mit.

Vom Leuchtspot am Handarbeitsplatz zur definierten Beleuchtung

In fast jedem dokumentierten Fall prüft heute ein Werker unter Leuchtspots. Das ist kein Provisorium, sondern der vom OEM vorgeschriebene Zustand: Die Prüfung existiert, weil der Kunde sie verlangt. Der Werker kippt das Teil, bis der Kratzer im Licht aufblitzt. Diese Bewegung ist der eigentliche Prüfvorgang, und sie muss die automatische Station nachbilden.

Nachgebildet wird sie nicht mit einem Spot, sondern mit einer Beleuchtung, deren Richtung festgelegt ist und die sich nicht mit dem Werker ändert. In dokumentierten Anwendungen stehen dafür rund 170 mm Bauraum für Optik und Beleuchtung zur Verfügung; das schließt großflächige Aufbauten aus. Unter welchem Winkel eine glänzende, gewölbte Fläche welches Fehlerbild zeigt, ist eine eigene Geschichte; hier zählt, dass die Antwort in ein Programm eingeht, das jedes Teil gleich beleuchtet und gleich beurteilt.

Silber, Black Chrome, Holz, Alu: ein Set-up für alle Oberflächen

Derselbe Kühlergrill kommt in Silber und in Black Chrome und für mehrere Fahrzeugtypen. Zierleisten für den Innenraum laufen in Holz, Aluminium und weiteren Dekoren über dieselbe Station, weil niemand für jedes Dekor eine eigene Prüfzelle aufbaut. Daran scheitert ein Bild, das nur Kontraste auswertet: Was auf Silber ein Kratzer ist, ist auf Holzdekor eine Maserung, und die Schwelle, die auf Black Chrome den Pickel findet, meldet auf Aluminium die Bürststruktur.

Die Entscheidung fällt in diesen Fällen nicht über die Auflösung, sondern über den Oberflächenmix. Eine Station für mehrere Dekore braucht ein Aufnahmeprinzip, das die Fehlerform vom Muster der Oberfläche trennt, und ein Programm je Dekor, das die SPS mit der Variante aufruft.

Kontrastbild oder Formbild: was Pickel und Überchromung sichtbar macht

Ein Pickel unter Chrom ist kein dunkler Fleck. Er ist eine Erhebung von wenigen Zehntelmillimetern in einer Fläche, die ansonsten spiegelt. Im Kontrastbild verschwindet er, sobald die Umgebung genauso hell ist. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G arbeitet dafür mit LumiTrax: Aus Aufnahmen unter Beleuchtung aus verschiedenen Richtungen entsteht ein Formbild, das Unregelmäßigkeiten der Oberfläche zeigt, und ein Texturbild, das das Muster zeigt. Der Pickel erscheint im Formbild, die Maserung des Holzdekors im Texturbild. Die Fehlerklassen des Katalogs verteilen sich auf beide: Pickel und Kupferaufwölbung sind Form, schwarzer Punkt und helle Stelle sind Textur, die Überchromung ist eine Kante, die in beiden liegt.

Diese Bildverarbeitung führt bis zu acht Kameras an einem Controller zusammen, sodass Vorder- und Seitenflächen eines Grills in einer Station aufgenommen werden. Ihre AI-Werkzeuge werden an echten Fehlerteilen angelernt, nicht an Gutteilen mit einem von Hand gesetzten Kratzer, weil der Katalogfehler anders aussieht als der gemachte.

Ein Meter Zierleiste in dreißig Sekunden: Zeile oder Fläche

Eine Zierleiste ist lang und schmal. Ein festes Bildfeld, das einen Meter Leiste bei 0,3 mm Fehlergröße abdeckt, gibt es nicht in einer Aufnahme. In dokumentierten Anwendungen lautet der Takt dreißig Sekunden je Teil einschließlich Be- und Entladen, sechs oder acht Teile je Träger. Das ist die Zeit, in der das Teil unter einer Beleuchtung entlangfahren kann.

Für Zierleiste und Grill ist deshalb die High-End Bildverarbeitung mit ultimativer Flexibilität der Modellreihe XG-X mit einer Zeilenkamera das dokumentierte Konzept: Das Teil oder die Kamera fährt, die Zeile nimmt die Fläche fortlaufend auf, und die Auflösung entlang der Leiste hängt an der Fahrgeschwindigkeit, nicht an der Größe eines Bildfelds. Diese Bildverarbeitung trägt bis zu vier Köpfe und Kameras insgesamt. Für die Machbarkeit wird in dokumentierten Fällen eine Laborachse mit einem Meter Fahrweg aufgebaut, an der das Konzept mit den Fehlerteilen des Katalogs geprüft wird. Wo das Teil kurz ist und stillsteht, bleibt die Flächenkamera der einfachere Weg.

Hochglanz braucht einen Winkel: wer bewegt Teil oder Kamera

Ein hochglänzender Leuchtenhalter für den Dachhimmel und eine Blende zeigen ihre Fehler nur unter einem bestimmten Winkel. Von vorn ist die Fläche ein Spiegel, in dem die Kamera sich selbst sieht. Das ist keine Frage der Auflösung, sondern der Geometrie: Kamera, Beleuchtung und Fläche müssen so zueinander stehen, dass der Fehler das Licht anders lenkt als die Fläche neben ihm.

Bei einem flachen Teil auf einer Achse ist dieser Winkel einmal eingestellt. Bei einem gewölbten Hochglanzteil ändert er sich entlang der Fläche, und dann muss sich etwas bewegen: die Kamera um das Teil oder das Teil vor der Kamera. In dokumentierten Anwendungen führt ein Roboter das Teil, damit jede Zone unter ihrem Winkel vor die Kamera kommt. Wie diese Zelle gebaut wird, ist ein Thema der Robotik; für die Prüfung zählt, dass der Winkel je Zone im Programm steht und reproduzierbar angefahren wird.

Lacktropfen und Batzer am hängenden Teil

Nicht jedes Sichtteil ist glänzend. Ein lackiertes Bremsenteil hängt in dokumentierten Anwendungen in einem Gestell, und gesucht werden Lacktropfen und Batzer aus dem Lackierprozess. Das Teil wird für die Prüfung nicht aus dem Gestell genommen; die Aufnahme muss mit der Lage leben, die das Gestell vorgibt, und der Fehler ist eine Erhebung im Lack, also wieder eine Form und kein Kontrast. Das Ergebnis geht mit der Position im Gestell an die SPS.

Eine Maschine zuerst, dann viele: Skalierung als Kaufkriterium

Spritzgegossene Innenraumblenden und eine Radlaufblende für den Außenbereich entstehen in dokumentierten Anwendungen auf einigen Dutzend Spritzgießmaschinen, und der Kunde verlangt die Prüfung an jeder. Ein Versuch an einer Maschine beantwortet nur die Frage, ob der Fehler gefunden wird. Es beantwortet nicht, wie die Station an allen Maschinen aussieht, wer die Programme pflegt und was ein Dekorwechsel an jeder einzelnen kostet.

Deshalb ist die Einheit, die skaliert, ein Gerät je Maschine. All-in-One Kameras mit integrierter AI der Modellreihe VS tragen Aufnahme, Auswertung und Ergebnisausgabe in einem Gerät und geben das Ergebnis über EtherNet/IP, PROFINET, PLC-Link oder EtherCAT an die Maschinensteuerung. Das Programm der ersten Maschine wird auf die nächste kopiert, das Dekor als Variante aufgerufen. Die Prüfung ist vom OEM vorgeschrieben und bindet heute einen Werker je Maschine und Schicht.

Häufige Fragen

F Was gehört in ein Prüfprogramm für eine Sichtzone?

Die Zone als Auswertebereich im Bild und jede Fehlerklasse des OEM-Katalogs als eigenes Werkzeug. Kratzer, Pickel, Überchromung und schwarzer Punkt sind unterschiedliche Fehlerarten, Kontrast, Form und Kante, und lassen sich nicht mit einem Grenzwert suchen. In dokumentierten Anwendungen liegt der kleinste relevante Fehler bei 0,3 bis 0,5 mm.

F Warum reicht ein Kontrastbild bei mehreren Dekoren nicht?

Weil dieselbe Schwelle auf Silber einen Kratzer und auf Holzdekor eine Maserung meldet. Eine Station für mehrere Oberflächen braucht ein Aufnahmeprinzip, das Form und Muster trennt. Die High-Performance Bildverarbeitung mit integrierter AI der Modellreihe VS-G erzeugt mit LumiTrax ein Formbild und ein Texturbild aus Aufnahmen unter verschiedenen Beleuchtungsrichtungen.

F Wann ist eine Zeilenkamera für Zierleisten die richtige Wahl?

Wenn das Teil lang ist, ohnehin bewegt wird und der kleinste Fehler ein festes Bildfeld über die ganze Länge nicht zulässt. Die Zeile nimmt die Fläche fortlaufend auf, während Teil oder Kamera fährt; die High-End Bildverarbeitung mit ultimativer Flexibilität der Modellreihe XG-X ist dafür das dokumentierte Konzept. Bei kurzen, stehenden Teilen bleibt die Flächenkamera einfacher.

F Muss sich bei Hochglanzteilen die Kamera bewegen?

Bei gewölbten Hochglanzflächen ja, weil der Winkel, unter dem ein Fehler sichtbar wird, sich entlang der Fläche ändert. Entweder fährt die Kamera um das Teil, oder ein Roboter hält das Teil und dreht es zonenweise vor die Kamera. Bei flachen Teilen auf einer Achse wird der Winkel einmal eingestellt.

F Wie prüft man Sichtteile an vielen Spritzgießmaschinen gleichzeitig?

Mit einem Gerät je Maschine statt einer zentralen Station. All-in-One Kameras mit integrierter AI der Modellreihe VS tragen Aufnahme, Auswertung und Ergebnisausgabe in einem Gerät; das Programm wird kopiert, das Dekor als Variante aufgerufen. Ein Versuch an einer Maschine sollte deshalb von Anfang an so ausgelegt werden, dass es sich auf alle übertragen lässt.

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