3-D-Geometrie-Messroboter mit freier Positionierung des Prüfobjekts

Das Gesichtsfeld einer fest über der Anlage installierten Kamera legt den Fangbereich fest. Nach einer 6-D-Lagebestimmung nimmt ein 3-D-Messsensor berührungslos Messungen vor, wobei verschiedene Projektionsverfahren eine Vielzahl unterschiedlicher Messungen ermöglichen. Die Anwendungen dieser Technologie liegen unter anderem in der Bolzen-, Bohrungs- sowie Spalt- und Bündigkeitsmessung.

Ziel
Es soll eine flexible Messeinrichtung simuliert werden, wobei die Lage des zu vermessenden Bauteils unbekannt ist. Als Vergleich für eine Ablage könnten hier ein Förderband, eine Palette oder Gitterbox im industriellen Umfeld dienen. Auf ein Spann- und Fixierkonzept wird verzichtet. Die berührungslose Messung wird an dem Bauteil an mehreren Punkten flexibel durch einen Roboter realisiert.
Ablauf
Ein Bauteil wird beliebig in einem Arbeitsbereich abgelegt. Die Ausrichtung erfolgt in einem extrem großen Fangbereich. Dieser definierte Bereich entspricht dem Gesichtsfeld der fest installierten Kamera über der Ablage. Nach Start der Prüfung durch einen Benutzer erfasst die fixe 2-D-Kamera das Bauteil.

Es erfolgt nun eine 6-D-Lagebestimmung (X, Y, Z, A, B, C) des Bauteils durch ein 2-D-Bild und einen hinterlegten CAD-Datensatz des Bauteils. Dabei werden die 3-D-Lage X, Y, Z und auch die Winkel, die Verkippung und Verdrehung (6-D-Lage) berechnet und die Koordinaten an einen Roboter weitergegeben.

Ein Messsensor fährt nun anhand dieser Daten an verschiedene Positionen des Bauteils und nimmt berührungslose Prüfungen/Messungen vor. Dabei kommt ein 3-D-Sensor zum Einsatz, welcher verschiedene Beleuchtungen beinhaltet. Es sind hier Auflicht- und Streifenprojektionsverfahren vorhanden. Dadurch ist eine Vielzahl verschiedener Messungen möglich.

Berührungslose Messungen
· Spalt- und Bündigkeit
· Kantenmessung
· Messen gegen CAD
· Bohrungsmessung
· Langloch, Rechteckloch, Kragenloch
· Bolzen
· u.v.m.
Während der Prüfungen ist ein Eingreifen des Nutzers nicht möglich. Nach abgeschlossener Prüfung kann das Bauteil erneut beliebig positioniert werden.

Das System wird im Rahmen der Sonderschau „Berührungslose Messtechnik“ anlässlich der Control 2009 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, in Halle 1, Stand 1612, vorgestellt. Die Sonderschau will einen Beitrag zur Verbreiterung der Akzeptanz berührungsloser Messtechnik leisten, indem an einigen ausgewählten Exponaten die Konstruktionsprinzipien, Eigenheiten und Grenzen der neuen Messmöglichkeiten demonstriert werden. Die Sonderschau findet mit Unterstützung der P. E. Schall GmbH, den Mitgliedern des Control-Messebeirats und der Fraunhofer-Allianz Vision statt.

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Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.