Machbarkeitsuntersuchung einer automatisierten Qualitätsprüfung von Vakuumisolierglas II

Anwendungsprojekt mit Viprotron GmbH

Fortschritte im Projekt 

Im letzten Beitrag haben wir die besonderen Herausforderungen der optischen Qualitätsprüfung von Vakuumisolierglas (VIG) vorgestellt, insbesondere im Hinblick auf die 
gleichmäßige Positionierung der Abstandshalter zwischen den Glasscheiben (Pillars). In diesem Beitrag berichten wir über die erzielten Fortschritte sowie den erfolgreichen Abschluss des Projekts. Es wurde eine Methodik entwickelt, die es ermöglicht, die Positionierung der Pillars automatisiert zu analysieren und Abweichungen quantitativ zu bewerten. Die Problemstellung ist übertragbar auf andere Industrieprozesse, die eine strukturierte Anordnung von Merkmalen in einem Gitter erfordern. 

Eine zentrale Herausforderung bestand darin, aus den erfassten Pillar-Positionen zunächst die Struktur des zugrunde liegenden Gitters zu rekonstruieren. Hierfür wurden die detektierten Pillar-Positionen entlang der x- und y-Richtung gruppiert (Binning) und durch medianbasierte Filter von groben Ausreißern bereinigt. Auf dieser Grundlage konnten mittels robuster Regressionsmethoden (RANSAC) Spalten- und Zeilenstrukturen identifiziert werden. Die potenziellen Gitter-Linien mit der geringsten Zahl an außerhalb des Toleranzabstands liegenden Punkten dienten dabei als Referenz, aus denen anschließend ein scheibenabhängiges, regelmäßiges Gittermodell abgeleitet wurde. 

Basierend auf dem rekonstruierten Gitter wurden die Soll-Positionen der Pillars als Schnittpunkte der berechneten Spalten- und Zeilenlinien bestimmt. Für jede dieser Positionen wurde anschließend die Abweichung zur tatsächlich gemessenen Pillar-Position berechnet. 

Diese Abweichungen wurden sowohl lokal als Offset-Vektoren visualisiert als auch quantitativ ausgewertet. Dadurch konnte die Regelmäßigkeit der Pillar-Anordnung objektiv und reproduzierbar beschrieben werden, was auch für Testfälle mit unvollständigen oder stark abweichenden Strukturen als stabil validiert werden konnte. 

Ergebnis: Automatisierte Bewertung der Pillar-Anordnung 

Neben der Analyse der individuellen Positionsabweichungen wurde auch eine Bewertung des gesamten Gitterzustands durchgeführt. Hierzu wurden die äußeren Gitterlinien mit den Glaskanten verglichen, um Parallelität und Abstände zu untersuchen. 

Diese Kombination aus lokaler Abweichungsanalyse und Gesamtbewertung ermöglicht eine umfassende Beurteilung der geometrischen Qualität der Pillar-Anordnung. 

Zum Abschluss des Projekts lässt sich festhalten, dass durch die Zusammenarbeit mit der Viprotron GmbH erfolgreich eine robuste und automatisierbare Methode zur visuellen Qualitätsprüfung von VIG entwickelt werden konnte. Das Unternehmen strebt eine Integration der Algorithmik in ihre industriellen Prüfsysteme an. Zusammenfassend unterstützen die Ergebnisse eine objektive und datenbasierte Bewertung von Pillar-Positionen im Bereich VIG und bilden darüber hinaus eine Grundlage für andere Prozesse in denen Gitterstrukturen bewertet werden müssen.