HighSpeed Inline 3D-Sensorik

Die optische 3D-Messtechnik ist aus der modernen Qualitätssicherung nicht mehr wegzudenken. Mit dieser Technik werden Messungen erheblich beschleunigt und ein Einsatz in der Produktionsumgebung wird ermöglicht. Das neue Messsystem »kolibri highspeed« vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF, Jena, verbindet durch die Verwendung hochauflösender Kameratechnik und geschwindigkeitsoptimierter Algorithmen hohe Detailtreue mit einer ultrakurzen Messzeit für die 3D-Oberflächenerfassung in Fertigungsprozessen.

Der Sensor besteht aus einem Streifenprojektor mit einem LCoS-Chip als Bildquelle und einer hochauflösenden Kamera. Er wird senkrecht über waagerecht liegenden Messobjekten mit einem maximalen Messfeld von lateral 40 mm x 40 mm und ca. 1 mm in der Höhe positioniert. Es sind auch Messfelder mit 30 mm und 20 mm Breite möglich. Der Projektor im Sensorkopf projiziert das Streifenmuster auf das Messobjekt mit einer Frequenz von 180 Hz. Synchron nimmt eine hochauflösende Kamera die Streifensequenz auf.

HighSpeed-Sensorkopf
© Fraunhofer IOF

HighSpeed-Sensorkopf

3D-Vermessung eines drehenden Verdichterrades
© Fraunhofer IOF

3D-Vermessung eines drehenden Verdichterrades

Für die Projektion wird ein LED-basierter Digitalprojektor verwendet. Die Bildaufnahmezeit für die nötigen Mustersequenzen beträgt ca. 0,033 s. Durch die Verschachtelung von Bildaufnahme und Berechnung der 3D-Ergebnisdaten kann eine Zykluszeit zwischen zwei Messungen von minimal 0,18 s erreicht werden und das bei einer Messdatenverarbeitung von bis zu 30 Mio. Pixel pro Sekunde.

Der Sensorkopf »kolibri highspeed« ist für den Einsatz der 3D-Scantechnik in der industriellen Qualitätssicherung geeignet, z.B. Leiterplattenprüfung, Steckverbinder und vieles mehr. Übersteigt die zu scannende Messfläche ein Gebiet von 40 mm x 40 mm, können mehrere Messdatensätze nacheinander erfasst werden.