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Die optische 3-D-Messtechnik wird im Rahmen der Qualitätssicherung in der Produktion immer häufiger dann eingesetzt, wenn an Werkstücken die geometrischen Abmessungen exakt eingehalten werden müssen. Denn anders als konventionelle Methoden, wie zum Beispiel mechanische Lehren oder Koordinatenmessmaschinen, die den Prüfling zeitaufwändig Punkt für Punkt abtasten, können optische 3-D-Mess-Systeme Bauteile berührungslos, schnell und flächig digitalisieren. Somit werden Messungen derzeit etwa 10- bis 1000-fach beschleunigt, was zusammen mit günstigen Systemkosten einen breiten Einsatzbereich und in vielen Fällen die Umsetzung von Null-Fehlerkonzepten in der Produktion ermöglicht. In Abhängigkeit von Form und Gestalt des Prüflings und von den messtechnischen Anforderungen, wie Messzeit oder Funktionsmaßtoleranz, kommen unterschiedliche optische Messtechnologien zum Einsatz. Die am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg eingesetzten Techniken zur dreidimensionalen Geometrieprüfung beruhen auf dem Grundprinzip der Triangulation (Lichtschnittverfahren, flächenhaft strukturierte Beleuchtung).
Sollen an unterschiedlich geformten Objekten die geometrischen Merkmale ermittelt werden, sind handgeführte Systeme besonders geeignet. Das am Fraunhofer IFF entwickelte Mess-System OptoInspect 3D_Flex ermöglicht eine sehr schnelle Digitalisierung kompletter Oberflächen. Ein am Sensorkopf des Messarms befestigter Lichtschnittsensor erfasst berührungslos die Geometrie des Messobjekts. Zur Kontrolle des Messablaufs werden die aktuellen Messdaten unmittelbar am Bildschirm visualisiert. Die Speicherung der Daten in verschiedenen Formaten sichert eine problemlose Weiterverarbeitung in andere Applikationen.
Systemaufbau
Der optische Sensor besteht aus Kamera- und Linienlaser und arbeitet nach dem Lichtschnittverfahren. Mit einer vorgegebenen Taktrate werden die Höhenkonturen der auf die Objektoberfläche projizierten Laserlinie digitalisiert. Als kinematisches System zur Bestimmung der Position und Orientierung des optischen Sensors kommt ein Gelenkmessarm der Firma Faro Technologies Inc. zum Einsatz. Am Messkopf des Arms ist der Sensor integriert. Die synchrone Erfassung der 3-D-Daten des Sensors und der Messarmposition ermöglicht während der Bewegung des Sensors die Digitalisierung einer Oberfläche in Form einer Punktewolke.
Die Software gestattet durch die Visualisierung der gemessenen Punktewolke eine Überwachung des Messvorgangs. Die Steuerung der Software erfolgt durch Bedienelemente im Handgriff und durch die Bewegung des Messarms. Weiterhin stehen Funktionen zur Vorverarbeitung und zum Ex- bzw. Import von Messdaten zur Verfügung. Aufgrund der hohen Flexibilität des Mess-Systems ergeben sich so vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Systemeigenschaften:
· Flexible und schnelle Messung unterschiedlichster Objekte
· Messvolumen: Halbkugel mit einem Radius von 500-1600 mm (abhängig vom Messarm)
· Messbereich Sensor: Linienbreite: 80 mm, Tiefenbereich: 45 mm
· Messrate: 60 (120) Lichtschnitte/s
· Messunsicherheit : < ± 100 µm (abhängig vom Messvolumen)
Fachliche Anfragen:
Dr.-Ing. Norbert Bauer
Telefon 0 91 31/7 76-5 00
E-Mail: vision@fraunhofer.de
Presse-Anfragen:
Regina Fischer, M.A.
Telefon 0 91 31/7 76-5 30
E-Mail: vision@fraunhofer.de
Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.
http://www.vision.fraunhofer.de/de/4/projekte/185.html
http://www.vision.fraunhofer.de/de/5/presse/84.html - Text-Download für Presse
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Information technology, Materials sciences, Mathematics, Mechanical engineering, Physics / astronomy
transregional, national
Research results, Transfer of Science or Research
German
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