在5月质量保证国际贸易展举行之际，格雷格•布莱克曼向弗劳恩霍夫IPM讲述了它将用于质量检验的三个新系统。
   弗劳恩霍夫视觉联盟结合Fraunhofer研究所的几项专业知识，包括弗劳恩霍夫物理测量技术研究所IPM，将于5月7日至10日在德国斯图加特举行的质量保证国际贸易展上展示三种用于在线质量保证的光学系统。

   HoloPort设计用于在铣削汽车零件时对其进行测量。图片来源：Fraunhofer IPM

在质量保证国际贸易展上展出新系统分别是：
   一个全息系统能够非常准确地测量在加工工具中零件的3D表面外观;
   一个包含27个摄像头的测量球体，可以捕获自由落体中小部件的360°视图，没有遮挡;
   以及使用明场和暗场照明来检测表面粒子的内联系统。
   Fraunhofer IPM的业务发展经理Andreas Hofmann说，所有这些系统都能让客户检查100％的产品。 “在汽车生产中检查每个部件变得更加重要，这可以通过这些光学测量系统来实现。”
   Fraunhofer IPM承诺的大多数项目都是针对汽车行业的。它于2015年在汽车公司的生产线上安装了名为HoloTop的数字全息系统，从那时起该系统就一直在进行连续的表面外观测量。
   HoloTop以及现在Fraunhofer IPM将在Control上展示的新系统HoloPort，它基于干涉测量技术，可以根据干涉图案计算粗糙表面的形貌。两者都使用窄带激光器来覆盖从亚微米到毫米范围的测量光谱 – 系统能够以100nm的精度成像，以获得单点再现性。同时，该技术速度很快，在一秒钟内可以捕获1亿个3D点。 Fraunhofer IPM的几何在线测量系统部门经理Alexander Bertz博士说，这是目前这种精密级别中最快的测量系统。
   HoloPort的工作范围为20 x 20mm。它不扫描表面，而是使用900万像素的摄像头一次拍摄3D点云。 Bertz补充道“通过成像系统获得这种精确度令人惊讶”。
HoloPort设计用于在铣削汽车零件时对其进行测量。 “你可以将传感器放在一个工具机上，直接检查和测量你正在加工的零件。这意味着不必将部件从铣床中取出，以便用坐标测量机（CMM）或其他系统单独测量。
   根据Bertz的说法，长期计划是使用该仪器向铣床反馈其是否在正确的区域进行铣削，以及刀具是如何磨损的。伯茨解释说：“你可以决定什么时候更换刀具，也可以让机器因为某些地方的磨损而改变刀具的几何结构。”此外，可以指示机器纠正在加工和重新加工过程中检测到的任何几何错误。
该系统采用GPU，快速处理干涉数据是实现该技术成功的关键。 Bertz解释道“算法非常复杂，使用了大量的傅立叶变换，这实际上非常适合GPU，”。
   根据Bertz的说法，该系统还可以与传统的三坐标测量机相结合。“它还是有点重，但中长期来看，你可以想象把这样一个传感器放在三坐标测量机上，然后用高精度的全视场测量坐标机，这将比目前可用的触觉坐标测量机更快。CMMs很精确，但测量速度很慢。
检查自由落体
   第二个系统Fraunhofer IPM将在Control上展示一个包含27个摄像头的球体。工厂车间的工程师会将小部件从系统顶部掉落，触发LED照明，摄像头在自由落体时捕捉整个零件表面。 LED产生20μs闪光灯以照亮并冻结样品。 伯茨说，这是一种非常直观的方法。令人惊讶的是，如此复杂的部件竟然可以用这种方法进行检测。”检查系统没有遮挡，通常在处理零件时就是这种情况。
   可以检查不同类型的紧固件，例如，所有紧固件都具有不同的表面几何形状。’如果您的产品组合包含多种类型的组件，则不必为每个产品使用特殊的处理系统。“你可以把它们扔过球体，”霍夫曼解释说。这在小批量生产零件时是一个好处，因为它们都可以通过球体，检查时间大约是每秒一到两件。

该系统可以检测生产线上发动机组中的表面颗粒。图片来源：Fraunhofer IPM

   该系统提取27幅不同的二维图像，并将它们组合成一个表面纹理图案，以发现结构缺陷，如孔和划痕。此外，它还提供了添加荧光分析的可能性，可用于检测表面污染的有机材料，如油。西班牙公司Zero Gravity 3D已经建立了一个类似的（至少在表面上）测量球，该测量球从位于瓦伦西亚的Tecnol Gico de Information Tica研究所分离出来。它使用16个摄像头和许多LED光源来捕捉坠落部件的图像，但相似之处就在这里结束了——弗劳恩霍夫IPM用于快速检测的二维表面纹理分析与零重力3D系统非常不同，后者生成3D数据，与CAD文件进行比较，以检测几何缺陷。
   伯茨说，将27台摄像机的图像组合起来是这个系统的关键部分。他说，这是大量的数据，每台相机500万像素。“在第一张照片中，你有很多数据，但我们把它们组合在一起，这样你就得到了一个完整的物体表面纹理表示，它比原始数据小得多。”如果你把球体整合到生产线上，你只会存储零件是否完好，如果不好，你会存储一个显示缺陷的区域。
粒子检测
   第三个系统设计用于检测汽车零件表面的颗粒，同时使用明场和暗场照明。内联粒子检测器能够检测零件表面上的划痕，孔或颜色缺陷，以及使用暗场照明识别表面上的颗粒。
   霍夫曼解释说，目前的质量保证包括清洁零件，然后过滤清洁水以计算过滤器中的颗粒数量。 ‘通过我们的系统，您可以检测物体的相关表面，如电机内联，并可以检测这些表面上的颗粒。您还可以定义这些颗粒是金属还是有机颗粒。使用传统工业视觉，金属表面上的金属颗粒确实难以检测。
   伯茨表示，在弗劳恩霍夫视觉联盟(Fraunhofer Vision Alliance)展示的三个系统，每一个都可以集成到一条生产线上，进行100%的质量检测，这对汽车制造商来说正变得越来越重要。与此同时，使测量内联可以避免专用的测量室。Hofmann补充说，自动化检查对文件质量控制也很重要，这样供应商就可以向客户证明零件符合质量保证规范。