Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Länger, breiter, tiefer - 3D-Mess-Systeme für den industriellen Alltag

26.04.2001


Ob Fehler in Oberflächen oder exakte Abmessungen von Bauteilen - ohne automatische Bildverarbeitung kommt die industrielle Qualitätssicherung nicht mehr aus. Selbst in die dritte Dimension können die Prüfsysteme
mittlerweile sehen. Auf der Control in Sinsheim (Halle 3, 3407) zeigt die Fraunhofer-Allianz Vision einsatzreife Entwicklungen zur optischen Messtechnik.

Ohne Qualitätskontrolle verlässt kaum ein Produkt die Fertigung. Oberflächen etwa von Laminat oder Leder können während der Produktion gesichtet werden. Dafür gibt es leistungsfähige, zweidimensionale optische Messverfahren. Schwieriger wird es bei komplexen Bauteilen oder Werkstücken. Um zu überprüfen, ob die geometrischen Maße exakt den Vorgaben entsprechen, müssen nicht nur Länge und Breite, sondern auch die Tiefe vermessen werden. Dafür werden häufig noch mechanische Koordinatenmessmaschinen eingesetzt, die das Werkstück Punkt für Punkt abtasten. Bei harten, stabilen Prüflingen erzielen sie zwar hohe Genauigkeiten, erfordern jedoch lange Messzeiten. Schneller und robuster arbeiten berührungslose 3-D-Messverfahren.

Eine besondere Form dieser Messtechnik stellt das Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF auf der Control vor: G-Scan. Dabei wird das Objekt aus unterschiedlichen Richtungen mit einem Streifenprojektor beleuchtet und gleichzeitig von mehreren feststehenden Kameras aufgenommen. Die hellen und dunklen Streifen der Projektion sorgen dafür, dass Größe und Kontur genau erfasst werden, die vielen Kameras ermöglichen die simultane Aufnahme aller Ansichten. Ein besonderer Clou auf der Control: Innerhalb weniger Minuten erhalten Besucher einen Aluminiumschlüsselanhänger mit ihrem verkleinerten Konterfei. Dafür wird der Kopf mithilfe von Streifenprojektion und Kameras in 10 Sekunden optisch vermessen. Die gewonnenen Daten werden direkt an eine Fräsmaschine übermittelt - fertig ist der Schlüsselanhänger.

Auf diese Weise zeigen die Forscher, wie zuverlässig und robust das System arbeitet. Weiterer Vorteil: es ist selbstkalibrierend, das heißt es sucht sich selbstständig Referenzpunkte für die Vermessung. Dadurch ist der Einsatz unabhängig von Temperaturschwankungen oder speziellen Messräumen. Selbst heiße Objekte etwa beim Schmieden oder Gießen lassen sich mit G-Scan überprüfen. Auch schwach glänzende Oberflächen können vermessen werden - ohne zusätzliches Einpudern oder Mattieren. Die Genauigkeit liegt bei 20 bis 50 Mikrometern, bei den Besucherköpfen - aufgrund der unvermeidlichen Bewegung während der Messzeit - bei etwa 0,3 Millimetern. Das Verfahren eignet sich zur Qualitätssicherung, beispielsweise im Formenbau; in der Medizin zur Darstellung von Kiefer- oder Gesichtspartien für die Chirurgie. Des Weiteren liefern die Daten aus den berührungslosen Messsystemen die Basis für Rapid-Prototyping- oder Reverse-Engineering-Verfahren.

Ein anderes 3-D-Mess-System stellen die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF vor: den VIRTUALINER 3DTM. Mit diesem System lässt sich die dreidimensionale Geometrie von Rohr- und Schlauchleitungen schnell und berührungslos erfassen. Die bisher eingesetzten mechanischen Lehren - einzeln angefertigte Negativ-Muster der Rohrleitung - werden damit überflüssig. Für die Vermessung fährt ein Lichtschnittsensor über die Oberfläche der Rohr- und Schlauchleitungen. Ein 5-Achs-Roboter sorgt dafür, dass sich der Sensor frei um das Objekt bewegen kann. Die direkte Kopplung von Lichtschnittsensor und Bewegungssystem ermöglicht erstmals kontinuierliche Messungen. Die Messdaten werden dabei in Echtzeit ausgewertet.

Interessant ist die Messmethode für die Qualitätssicherung beispielsweise für Automobilzulieferer, die gebogene Gummi- und Kunststoffschläuche oder gebogene Metallrohre herstellen. Zudem lässt sie sich bei der Prototypenentwicklung und beim Vorrichtungsbau nutzen. Messaufgaben der Online-3-D-Geometrieprüfung in bewegten Prozessen bzw. Fließprozessen, etwa zur Kontrolle von Endlos-Profilen, gewalzten Blechen oder Schweißnähten können mit dem VIRTUALINER 3DTM ebenfalls gelöst werden.

Neben den 3-D-Vermessungen zeigt die Fraunhofer-Allianz Vision noch weitere Lösungen für das maschinelle Sehen, etwa die Prüfung von Bohrungen oder Mikrostrukturen.

Ansprechpartner:
Dr. Gunter Notni, Telefon: 0 36 41/8 07-2 17, Fax: 0 36 41/8 07-6 02, notni@iof.fhg.de
Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF
Dipl.-Ing. Dirk Berndt
Telefon: 03 91/40 90-2 24, Fax: 03 91/40 90-2 50, berndt@iff.fhg.de
Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

Dr. Johannes Ehrlenspiel | idw

Weitere Berichte zu: 3D-Mess-System Control Optik VIRTUALINER

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Projekt CeGlaFlex: Hauchdünne, bruchsichere und biegsame Keramik und Gläser
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Löschbare Tinte für den 3-D-Druck
24.04.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

200 Weltneuheiten beim Innovationstag Mittelstand in Berlin

26.04.2017 | Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Akute Myeloische Leukämie: Ulmer erforschen bisher unbekannten Mechanismus der Blutkrebsentstehung

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie

Naturkatastrophen kosten Winzer jährlich Milliarden

26.04.2017 | Interdisziplinäre Forschung

Zusammenhang zwischen Immunsystem, Hirnstruktur und Gedächtnis entdeckt

26.04.2017 | Biowissenschaften Chemie