Bahnplanung und robotergestützte Oberflächeninspektion

System zur Bahnplanung und robotergestützten Oberflächeninspektion
© Fraunhofer ITWM

System zur Bahnplanung und robotergestützten Oberflächeninspektion

Inspektionssystem für die vollständige Erfassung und Bewertung von Oberflächen

Das Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern stellt ein robotergestütztes Oberflächeninspektionssystem für industrielle Bauteile vor, bei dem der Fokus auf der objektiven und vollständigen Erfassung und Bewertung der Oberfläche liegt. Es verfügt über mehrere Schnittstellen für die Bildaufnahme, untersucht das Bauteil und leistet den Abgleich mit dem CAD-Modell sowie die Visualisierung des CAD-Modells; darüber hinaus beinhaltet es Algorithmen zur automatischen Berechnung von Scanpfaden. Die Visualisierung des CAD-Modells wird je nach Scanpfad des Roboters sukzessive modifiziert, sodass bereits geprüfte Bauteilregionen sichtbar gekennzeichnet werden.

 

Robotergestützte Oberflächeninspektion und Bahnplanung

Da die Freiformoberflächen von Prüflingen oft sehr komplex sind, ist es oft nicht leicht, Kamera und Beleuchtung so zu führen, dass tatsächlich die gesamte Oberfläche stabil geprüft werden kann. Die Besonderheit des vorgestellten Systems ist daher, dass es das Bauteil aufgrund seines Vorwissens aus CAD-Daten vollständig und zuverlässig automatisiert scannen kann. Dabei werden mithilfe eines Roboters eine herkömmliche Kamera und eine diffuse Beleuchtungseinheit um das Objekt geführt. Bereits gescannte Bauteilregionen werden als iO bzw. niO gekennzeichnet, sodass unabhängig von der Bauteilkomplexität nach einer bestimmten Anzahl von Bildaufnahmen ein vollständiger Oberflächenscan gewährleistet ist. Messbereich und Länge der minimal notwendigen Scandauer können so beliebig an die Anforderungen der Inspektionsaufgabe angepasst werden.

 

Nutzung der CAD-Daten für die Oberflächeninspektion

CAD-Daten von Bauteilen mit komplexer Geometrie beinhalten wertvolle Informationen über die Orientierung und Krümmung der Bauteiloberfläche. Diese Informationen in Kombination mit Strahlenverfolgungs-Verfahren (sog. Raytracing) ermöglichen eine effiziente Berechnung des Bauteils aus der Perspektive der Kamera, wodurch es möglich ist, die Sichtbarkeit der Bauteilregionen für eine Kamera zu bestimmen. Je nach Komplexität der Bauteilgeometrie (z.B. Bohrungen oder Aushöhlungen) kann es dementsprechend aufwändig sein, eine vollständige Oberflächeninspektion zu erzielen.

Kontakt

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Dipl.-Math. Mark Maasland

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