Entwicklung und Aufbau von produktionsintegrierten, vollautomatischen Magnetpulver Rissprüfanlagen mit Machine Vision gestützter Defekterkennung sowie unabhängiger Parameter- und Ergebnisdokumentation

Abstract

Das Ziel der vorliegenden Dissertation, die ich im Rahmen meiner Tätigkeiten als Leiter der Abteilung Entwicklung der Firma TIEDE Rissprüfanlagen GmbH & Co KG verfasst habe, besteht in der Automatisierung des Magnetpulverprüfverfahrens (MT-Prüfung) bei gleichzeitiger Integration in die Produktionslinie. Neben der Beschreibung der Systemvoraussetzungen, die an einen produktionsintegrierten Prüfvollautomaten gestellt werden müssen, wurden mehrere Hard- und Software Werkzeuge für die Verwendung von Machine Vision zur Erfassung und Beurteilung von Magnetpulveranzeigen erarbeitet und im Rahmen unterschiedlicher Applikationen in ihrer Funktion beschrieben. Anhand einer Knüppelprüfanlage wird gezeigt, dass die erarbeitete Technik es erstmals ermöglicht Prüfergebnisse, die mittels der produktionsintegrierten Anwendung des Magnetpulverprüfverfahrens gewonnen wurden, nicht nur bildhaft darzustellen, sondern vielmehr eine genaue Beschreibung von Ort, Lage, Größe und Ausrichtung der Anzeige zu liefern. Diese Daten werden im System dann einerseits genutzt, um die Defektstellen auf dem Prüfteil ortsgetreu zu markieren und um Putzarbeiten zur Beseitigung von Defekten zu ermöglichen, andererseits fließen diese Daten direkt nach ihrer Erfassung der Produktionssteuerung zum Zweck der Prozessoptimierung zu.

The objective of this thesis, which has been written and worked out during my time as head of development at TIEDE Rissprüfanlagen GmbH & Co. KG, is to automate the magnetic particle inspection method for a better capability of integration into a production line. This thesis describes the system requirements for a fully automated MPI machine that can be completely integrated into the production line. It was necessary to develop many hardware and software tools to successfully implement machine vision for the acquisition and analysis of MT indications. These tools and how they were developed are described within the presentation of various industrial applications. With the help of a magnetic particle billet inspection system it is shown for the first time that the new technology is able to present MPI test results not only as a 2D image, but also as a set of data that gives exact information about the position, size and direction of the indications. This data is used to mark the surface defects with high accuracy in order to initiate the removing of defects, and also to provide production and quality control with useful statistical information about the production process and material quality.