Optische Qualitätskontrolle

Objektive und Sensoren für die Qualitätssicherung

Die optische Qualitätskontrolle bezeichnet verschiedenste Prüfverfahren zur Qualitätsbestimmung und -sicherung von Erzeugnissen der Produktion. Bestimmt werden kann so die Quantität von Bauteilen, aber auch deren Abmessung, Qualität gelaserter Beschriftungen oder Oberflächenbeschaffenheit. Da die Überprüfung optisch, das heißt ohne Berührung, stattfindet, besteht keine Gefahr, dass Oberflächen beschädigt werden. Gängige Verfahren zur optischen Überprüfung der Qualität sind z.B.

  • Laserscanning,
  • Imaging oder
  • Thermografie-Systeme.

Ein besonderes optisches Messverfahren, welches vor allem in der Optikbranche Anwendung findet, ist die Interferometrie. Zur Kontrolle der Beschaffenheit von sphärischen und asphärischen Flächen wird hierbei das Prinzip der Interferenzstreifen, welche durch Überlagerung kohärenter Lichtwellen entstehen, angewandt.

Zu überprüfende Objekte werden innerhalb des gewählten Verfahrens ganzheitlich erfasst und ein Abgleich der vorliegenden Werte, wie z.B. Maße oder Temperatur, mit den geforderten Sollwerten vorgenommen. Eine Überwachung jedes Fertigungsschrittes kann im laufenden Produktionsprozess permanent und in Echtzeit erfolgen, wodurch ein schnelles Eingreifen bei fehlerhaften Erzeugnissen ermöglicht wird. Weiterhin wird durch optische Qualitätssicherung Pseudoausschuss vorgebeugt. Die Kosten können somit gesenkt und die Zeit effektiv genutzt werden. Das Ergebnis: maximale Wirtschaftlichkeit. Einsatzgebiete der optischen Qualitätskontrolle finden sich z.B. in der Automobilindustrie, der Medizintechnik oder im Maschinenbau, aber eben auch in der Optik/Photonik.

Laserscanning/Imaging

Grundlage jeder optischen Qualitätskontrolle bilden hochmoderne Optiken und Sensoren. Laserbasierte Kamera-Systeme und optische Sensoren können beispielsweise Konturen abtasten, um fehlerhafte Produkte auszusortieren. Die hohe Genauigkeit optischer Qualitätskontrollen erlaubt selbst bei komplexen Bauteilen eine sichere Qualitätsprüfung. Zunehmend engere Toleranzen und die Prüfung von Oberflächenbeschaffenheiten sind präzise und reproduzierbar realisierbar. Hochpräzise Optiken wie beispielsweise perfekt abbildende Asphären ermöglichen die Erfassung der zu prüfenden Werkstücke und Erzeugnisse im vollen Umfang. Laserstrahlen können ideal gebündelt oder aufgeweitet, Kamera-Linsen für den täglichen Einsatz veredelt werden.

Thermografie

Bei der thermischen Qualitätskontrolle über Infrarot-Kameras eines Thermografie-Systems werden die vom Werkstück ausgehenden Infrarot-Strahlen visualisiert. Die Temperaturerfassung des Werkstücks legt mögliche Fehltemperierungen offen, die in folgenden Fertigungsschritten zu verminderter Qualität führen könnten, beispielsweise Abweichungen von der Soll-Geometrie. Qualitativ hochwertige Infrarot-Optiken dienen einer gezielten Erfassung der Wärmestrahlung, für eine sichere, sowie zuverlässige Qualitätsbestimmung.

Interferometrie

Interferometer können eingesetzt werden, um sehr empfindliche, optische Flächen zu vermessen. Durch Überlagerung eines Referenzstrahls, mit dem von der zu vermessenden Fläche reflektierten Strahl entstehen so genannte Interferogramme. Diese stellen eine vollflächige Fehlerkarte des Messobjektes dar und lassen Schlüsse über die Qualität oder Weiterbearbeitung einer Optik zu. Kernstück interferometrischer Vermessungen sind hochauflösende Objektive.

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