Hochauflösender 2D-/3D-Scanner zur Vermessung flacher Objekte – InPico

Mit dem System »InPico« präsentiert die in-situ GmbH aus Sauerlach ein neues optisches Messgerät zur präzisen 3D-Vermessung von Objekten bis zu einer Größe von 200 x 200 x 30 mm³. Durch eine Kombination des Shape-from-Focus-Verfahrens mit telezentrischen Lasern können Objekte mit einer Auflösung von 10 µm in senkrechter Draufsicht lückenlos dreidimensional erfasst werden. Zugleich wird auch ein verzerrungsfreies, zweidimensionales Farbbild über die gesamte Oberfläche aufgenommen. Das System kann zur Vermessung und Prüfung von Rauigkeiten, Strukturen und Prägungen an verschiedenen Oberflächen, z. B. aus Metall, Kunststoff oder Holz eingesetzt werden. Als Erweiterung kann in die Grundplatte des XY-Tischs eine per Software schaltbare Lumineszenzfolie eingebettet werden. Damit können zusätzlich zu den Auflichtbildern auch Randkonturen und Bohrungen im Gegenlicht mit hoher Genauigkeit erfasst werden.

Das System besteht aus einem XY-Messtisch mit 3 µm Positioniergenauigkeit. Darüber ist eine Farbkamera mit 5 MPixeln Auflösung auf einer in der Höhe (Z-Achse) verstellbaren Lineareinheit montiert. Eine spezielle, achsenparallele, homogenisierte Lichteinkopplung in das hochauflösende telezentrische Objektiv sorgt für eine gleichmäßige, reflex- und schattenfreie Ausleuchtung.

Mit dem System können Objekte bis 30 mm Höhe in senkrechter, schattenfreier Draufsicht erfasst werden. Die Kamera wird dabei über jedem Teilbild nach oben gefahren.

© Foto in-situ GmbH

Gesamtansicht des Scanners

© Foto in-situ GmbH

3D-Scan einer Platine mit als Textur aufgeprägtem Farbbild

© Foto in-situ GmbH

Die stark vergrößerte Oberfläche eines Bremsbelags

© Foto in-situ GmbH

Vermessung eines elektronischen Bauteils

Das Gesamtbild wird mithilfe eines Stitching-Algorithmus aus Einzelbildern mit einer Ortsauflösung von 7 μm zusammengesetzt. Dadurch ergibt sich ein über den ganzen Scanbereich von XYZ = 200 x 200 x 30 mm³ scharfes und verzerrungsfrei kalibriertes Farbbild sowie ein nach der Methode Shape-from-Focus berechnetes, dichtes 3D-Bild mit ca. 100 µm Tiefenauflösung.

Durch einen zusätzlich installierten, speziellen telezentrischen Doppel-Laserscanner wird in einem zweiten Scanvorgang die Z-Auflösung auf 7 µm verbessert. Dabei wird zur präzisen Justierung des Lasers die aus dem ersten Scanvorgang gewonnene Tiefeninformation verwendet.

Typische Anwendungsbeispiele sind die Qualitätskontrolle mehrlagiger, technischer Drucke einschließlich der Aufdruckkontrolle sowie die Inspektion von Bremsbelägen. Auch Objekte mit Höhenausdehnungen bis zu einigen Zentimetern, z. B. Platinen oder mechanische Formteile, können mit dem System vermessen werden.