Augmented Reality zum schnellen Soll-Ist-Vergleich auf Basis von CAD für komplex geformte industrielle Bauteile

Zurück zu Control

Zurück zu Technologien

Computer-Vision-basierte Technologien besitzen großes Potenzial für die Qualitätskontrolle etwa dann, wenn die Kameras an der Produktionslinie montiert werden, um zu prüfen, ob alle Komponenten vorhanden und korrekt verbaut sind. Der Soll-Bauzustand ist dabei häufig in CAD-Daten festgehalten. Deswegen spielen hier Verfahren eine Rolle, die in Echtzeit den Ist-Bauzustand erfassen und zu den CAD-Daten registrieren.

Mobile Prüfsysteme zur Qualitätskontrolle mittels Augmented Reality

Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD in Darmstadt hat ein System entwickelt, bei dem Augmented-Reality-Verfahren dazu genutzt werden, Differenzen zwischen Soll und Ist automatisiert und in Echtzeit zu erkennen. Die Verfahren können sehr flexibel an unterschiedlichste Produktkonfigurationen angepasst werden, sie benötigen kein Training auf Grundlage der Kamerabilder, denn unsere Prüfverfahren setzen auf die Konstruktionsdaten auf und können schon während des Planungsprozesses der Produktion eingerichtet werden. Somit können wandlungsfähige Prüfverfahren umgesetzt werden, die flexibel auf zahlreiche Produktvarianten adaptiert werden können. Für die Registrierung der Prüfkörper können entweder 2D-Kameraarrays oder 3D-Prüfkamerasysteme eingesetzt werden.

Die auf Augmented-Reality-basierte Qualitätskontrolle kann aber auch für mobile Prüfsysteme eingesetzt werden. Hier nutzt der Prüfingenieur ein Tablet-System. Mit der Tabletkamera werden die Prüfkörper aufgezeichnet und in Echtzeit zum CAD-Modell registriert. Somit kann der Prüfingenieur Abweichungen zwischen CAD- und realem Modell identifizieren und dokumentieren.

Augmented Reality zur Qualitätskontrolle: vollautomatisiert und einfach zu integrieren

Die Augmented-Reality-Verfahren tracken 3D-Objekte modellbasiert, ohne Einsatz von Markern und voll automatisiert. Diese Tracking-Lösung ist robust, akkurat und einfach zu integrieren. Das Tracking lässt sich auch bei unsteten Lichtverhältnissen sehr gut nutzen. Es benötigt keine Initialisierungspose mehr, denn die Kameras erkennen die Lage und die Position automatisch. An einem Monitor wird Überlagerung von CAD-Modell im Kamerabild angezeigt, Differenzen werden hervorgehoben.

Bei einem möglichen Beispielszenario wird ein Prüfbauteil aus Blech durch die Kameras registriert. Wenn das Prüfobjekt auf dem Tisch positioniert wird, wird das Blechteil erkannt und seine Ausrichtung wird registriert. In der Augmented Reality-Visualisierung können Abweichungen des Bauteils zum CAD-Modell identifiziert und dokumentiert werden. Daneben werden 3D-Kameras eingesetzt, über die Verformungen der Bauteile detektiert werden können.

Der Demonstrator zeigt das große Potential, das Augmented Reality für industrielle Anwendungen eröffnet. Insbesondere im Kontext Industrie 4.0 wird diese Technologie zum fortwährenden Abgleich von 3D-Simulationen und realen Maschinenkonfigurationen eingesetzt.