Leitfaden zu Grundlagen und Anwendungen der optischen 3D-Messtechnik - Band 6

Lichtschnittverfahren

Das Lichtschnittverfahren ist aufgrund seiner Robustheit, Genauigkeit und Schnelligkeit als Methode zur Formerfassung weit verbreitet. Nach einer Erläuterung des Messprinzips werden Einmessvorgang und Bildauswertung beschrieben und die Möglichkeiten und Grenzen des Verfahrens aufgezeigt.

Streifenprojektion

Bei der Streifenprojektion werden die 3-D-Koordinaten des Messobjekts anhand der Verzerrung auf das Objekt projizierter Streifenmuster ermittelt. Der Beitrag enthält eine Darstellung des Messprinzips, einen Überblick über Funktionsweise und spezifische Eigenschaften der erhältlichen Projektoren, eine Skizze der Streifenauswertungsverfahren sowie eine Beschreibung der Verfahren zur Kalibrierung von Streifenprojektionssystemen.

Photogrammetrie

Die Photogrammetrie dient der Registrierung und maßlichen Rekonstruktion von Gestalt, Konstellation und Koordinaten räumlicher Objekte mittels fotografischer Abbildungen. Adäquate fotografische Aufnahmen können unter vergleichsweise einfachen Aufnahmebedingungen angefertigt werden und bieten eine größere Menge an Information über die abgebildeten Objekte als eine Sammlung diskreter Koordinaten oder eine Punktewolke.

Weißlicht-Interferometrie

Im Gegensatz zu klassischen Interferometern sind Weißlicht-Interferometer in der Lage, auch raue technische Oberflächen zu vermessen. Die Weißlicht-Interferometrie eignet sich vor allem für die hochgenaue Messung von Klein- und Kleinstbauteilen, wobei Parameter wie Rauheit, Ebenheit und Oberflächentopographie erfasst werden. Als Beispielanwendungen werden die Vermessung eines Laserchips, einer Euro-Münze und eines tiefen Spritzgusselements gezeigt.

Lasermesstechnik

Berührungsfreie Messverfahren mit Lasern erlauben die kürzest möglichen Reaktionszeiten für eine effiziente Prozessregelung. Sie sind unabhängig vom Umgebungslicht und der Temperatur des Messobjekts einsetzbar und können sich an veränderliche Oberflächeneigenschaften des Prüfobjekts anpassen. Der Einsatz von Lasermesstechnik zur Dickenmessung von Werkstücken bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bisher üblichen Verfahren.

Annahme und Überwachung optischer 3D-Mess-Systeme

Für die breite Akzeptanz optischer 3-D-Mess-Systeme ist ein einheitliches Prüfverfahren unabdingbar. Die neue VDI/VDE-Richtlinie 2634 beschreibt die Prüfung anhand der Vermessung kalibrierter Prüfkörper. Zur Bewertung der Systeme werden Kenngrößen ermittelt, die ein Maß für die Genauigkeit darstellen und einen Vergleich der Leistungsfähigkeit ermöglichen.

Multi-View-3D-Mess-Systeme in Rapid-Prototyping- und Qualitätssicherungs-Prozessketten

3-D-Mess-Systeme auf der Basis von Streifenprojektion können unterschiedlichste Aufgabenstellungen im Produktionsbereich erfüllen. Systeme, die simultan Koordinaten und Orientierungsparameter messen, sind unempfindlich gegenüber störenden Einflüssen wie Temperaturschwankungen oder Vibrationen und eignen sich aufgrund dieser Robustheit besonders für den Einsatz unter Produktionsbedingungen.

Anwendungsbeispiele mit Streifenprojektion

Wurden sie noch vor zehn Jahren fast ausschließlich bei High-Tech-Anwendungen eingesetzt, so haben sich die topometrischen Verfahren inzwischen ein breites Anwendungsspektrum in den unterschiedlichsten Bereichen erschlossen. Beispiele sind die In-vivo-Vermessung am menschlichen Körper, die Digitalisierung von Straßenprofilen und KFZ-Teststrecken sowie die Dokumentation, Visualisierung und Vermessung von Kunstgegenständen und archäologischen Funden.

Dreidimensionale Offline- und Online-Geometrieprüfung

Berührungslose 3-D-Messverfahren, die mittlerweile Anwendungsreife erreicht haben, erlauben eine schnelle und genaue dreidimensionale Geometrieprüfung direkt in der Fertigungsumgebung. Als Beispielanwendungen werden die Offline-Geometrieprüfung von Katalysator-Gehäusen und die Geradheitsprüfung profilierter Materialien beschrieben.

Maschinenintegrierte optische Scanner zur automatisierten 3D-Digitalisierung

Bisher gab es keine Möglichkeit der vollautomatischen Reparatur von Umformwerkzeugen. Mithilfe einer neuen Reparaturzelle kann der Verschleiß nun schnell und exakt ermittelt und das Werkzeug anschließend automatisch repariert werden.

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ISBN: 3-8167-6297-2
ISSN: 1618-1565