De uitdaging
De cartridges worden geproduceerd voor veeleisende automotive toepassingen en moeten voldoen aan strikte kwaliteitseisen. Delaminatie — waarbij het metaal door inwendige spanningen uiteentrekt — uit zich als een subtiel diepteverschil in het oppervlak en is op reguliere kleurenfoto’s nauwelijks te onderscheiden van oppervlaktevlekken of andere verontreinigingen. Handmatige controle was arbeidsintensief, niet schaalbaar en foutgevoelig.
De uitdaging was tweeledig: enerzijds het detecteren van echte delaminatie zonder deze te verwarren met oppervlaktevervuiling, anderzijds het integreren van de nieuwe inspectie in de bestaande machineomgeving zonder de productiecyclus te verstoren.
De oplossing
Vision Partners voerde een uitgebreid haalbaarheidsonderzoek uit in het Vision Lab in Drunen. Verschillende belichtingsconcepten werden getest op een dataset van cartridges met bekende defecten — waaronder diepe krassen, putjes, lichte krassen en deuken — afgewisseld met goedgekeurde producten. Hieruit bleek dat photometric stereo in combinatie met darkfield-verlichting de meest betrouwbare detectie oplevert.
Bij photometric stereo worden vier opeenvolgende opnamen gemaakt terwijl het product kortdurend stilstaat, telkens met een andere LED-invalshoek. Uit de intensiteitsverschillen per pixel berekent het algoritme een normalmap: een beeld dat per pixel de lokale oriëntatie van het oppervlak weergeeft. Diepteverschillen zoals krassen, putjes en delaminatie creëren karakteristieke patronen in deze normalmap die betrouwbaar gesegmenteerd kunnen worden — terwijl oppervlaktevlekken juist níet worden benadrukt.
Het voorgestelde machine vision systeem bestaat uit:
- 5 Mpx industriële global shutter kleurencamera met industriële lens, geplaatst in de bestaande RVS-afscherming van de machine
- Photometric dome-verlichting (TPL Vision MR-80-WIR-D) voor gecontroleerde, richtingsafhankelijke belichting vanuit vier posities
- Industriële machine vision computer (Intel, Windows LTSC) voor beeldverwerking en inspectielogica
- PLC-communicatie via 24V I/O of ethernet TCP/IP: het systeem ontvangt een startpuls en geeft een goed/fout-signaal terug
- Logging van beelden en inspectieresultaten voor traceerbaarheid (>10.000 inspecties opgeslagen)
Naast de nieuwe delaminatie-inspectie neemt het systeem ook de bestaande oppervlakte-inspectie over, zodat beide kwaliteitscontroles door één geïntegreerde oplossing worden uitgevoerd.
Het resultaat
In de haalbaarheidstest werden bekende delaminatie cartridge defecten beoordeeld. Het photometric stereo-systeem detecteerde > 93%. Diepe krassen, putjes en ruwe randen werden consequent en betrouwbaar gedetecteerd — precies de defecttypen die het grootste kwaliteitsrisico vormen in het productieproces.
Meer weten over oppervlakte-inspectie of photometric stereo? Neem contact op.
Lees ook onze case over delaminatie op roterende objecten
