Seminarprogramm »Optische 3D-Messtechnik«

Mittwoch, 10. November 2021

9:00 - 16:45

Vorträge: Theoretische Grundlagen und Methoden

Uhrzeit Tagesordnungspunkt
ab 8:30 Ankunft
9:00 - 9:15

Einführung in das Seminar

Dipl.-Ing. Michael Sackewitz, Fraunhofer-Geschäftsbereich Vision, Fürth

9:15 - 10:00

Verfahren der optischen 3D-Messtechnik, Teil 1: Makrogeometrien

Dr. Peter Kühmstedt, Fraunhofer IOF, Jena (Vertretung für Prof. Dr. Gunther Notni)

Triangulationsverfahren – Lichtschnitt – Musterprojektion – Streifenprojektion – Laufzeitverfahren – Stereoverfahren – Grundlagen – Beschreibung – Vor- und Nachteile – Abgrenzung zu anderen Verfahren – Messgenauigkeiten – Messunsicherheiten

10:00 - 10:45

Verfahren der optischen 3D-Messtechnik, Teil 2: Mikrogeometrien

Dipl.-Phys. Niels König, Fraunhofer IPT, Aachen

Konfokale Verfahren – Weißlichtinterferometrie – Grundlagen – Funktion – Vor- und Nachteile – Abgrenzung zu anderen Verfahren

10:45 - 11:15 Pause
11:15 - 12:00

Algorithmen und Software zur Auswertung und Objekterkennung in der 3D-Messtechnik

M.Sc. Manuel Kaufmann, Fraunhofer IPA, Stuttgart 

CAD-gestütztes Messen und Auswerten – Prozesskette der Messdatenauswertung – automatisierte Verfahren zur Segmentierung und Auswertung der Messdaten – automatisierte Objekterkennung – Anwendungsbeispiele für Messdaten unterschiedlicher Sensoren

12:00 - 12:45

In-Prozess-Qualitätsprüfung unter Nutzung optischer 3D-Messtechnik – eine Schlüsseltechnologie für Industrie 4.0

Dr.-Ing. Dirk Berndt / Dipl.-Ing. Erik Trostmann, Fraunhofer IFF, Magdeburg

100-Prozent-Geometrieprüfung – Entwurf, Dimensionierung und Simulation triangulationsbasierter Messverfahren – Werkzeuge für das Kalibrieren und Einmessen anwendungsspezifisch konfigurierter Systeme aus mehreren Sensoren und Sensorbewegungskomponenten – schnelle, taktgebundene und automatische Messdatenauswertung und Geometriemerkmalsbestimmung – frühzeitige Erkennung von Prozessabweichungen – Anwendungsbeispiele

12:45 - 13:45 Mittagspause
13:45 - 14:30

Normen, Richtlinien und Normale in der optischen 3D-Messtechnik

Dr. Ulrich Neuschaefer-Rube, Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Braunschweig

Nutzen der Normung – ISO-Normen und VDI/VDE-Richtlinien zu Annahme- und Bestätigungsprüfungen von 3D-Messsystemen – Normenreihe DIN EN ISO 10360: Annahme- und Bestätigungsprüfung Koordinatenmessgeräte – VDI/VDE-Richtlinienreihe 2617: Genauigkeit Koordinatenmessgeräte – VDI/VDE-Richtlinienreihe 2634: Optische 3D-Messsysteme

Vorträge: Praktische Anwendungen

Uhrzeit Tagesordnungspunkt
14:30 - 15:00

Applikationen des Laser-Lichtschnittverfahrens in der Produktion

Dr.-Ing. Lars Seifert, Fraunhofer EZRT, Fürth

Anwendungen in der Fertigung und der Endkontrolle für Reifen und Bremskolbendichtringe sowie im Bereich der Pflanzen-Phänotypisierung

15:00 - 15:30 Pause
15:30 - 16:15

Robuste Multi-View-3D-Messsysteme in Rapid Prototyping- und Qualitätssicherungs-Prozessketten

Dr. Peter Kühmstedt, Fraunhofer IOF, Jena

Automatische 360 Grad-Formvermessung – Selbstkalibrierung – Unempfindlichkeiten gegen Umwelteinflüsse – automatisierte 3D-Messsysteme – handgeführte 3D-Sensoren – Datenexport

16:15 - 16:45

Hochdynamische 3D-Verfahren

Dr. Peter Kühmstedt, Fraunhofer IOF, Jena (Vertretung für Dr. Stefan Heist)

Grundprinzipien hochdynamischer 3D-Messtechnik – robuste Multiapertur-3D-Messsysteme – Inline-3D-Messtechnik – GOBO-projektionsbasierte 3D-Sensoren

ab 16:45

Get-together

Möglichkeit zur weiteren Vertiefung der Fachgespräche

Donnerstag, 11. November 2021

9:00 - 15:00

Vorträge: Praktische Anwendungen

Uhrzeit Tagesordnungspunkt
9:00 - 9:30

Optische 3D-Messtechnik: Form und Rauheit in einem System

Dipl.-Ing. Christian Janko, Bruker Alicona, Graz, Österreich

3D-Oberflächenmesstechnik – Formmessung – Rauheitsmessung – Fokus-Variation – Mikrokoordinatenmesstechnik – Qualitätssicherung – InfiniteFocus

9:30 - 10:00

Digital-holographische 3D-Messtechnik an Mehrachssystemen

Dr.-Ing. Tobias Seyler, Fraunhofer IPM, Freiburg

Inline-Messtechnik an technischen Oberflächen – flächig Mikrometer Messen im Sekundentakt – Holographie (Interferometrie) – Werkzeugmaschinen – Roboter – Schwingungserkennung und -kompensation – numerische Rekonstruktion

ab 10:00    Praktikum

Zeitplan Praktikum

10:00 - 10:15
Einteilung der Teilnehmer in Gruppen: Die Gruppen durchlaufen nacheinander die Stationen 1 bis 4.
10:15 - 11:00 Gruppe 1 bei Station 1
Gruppe 2 bei Station 2
Gruppe 3 bei Station 3
(Pause bei Station 4)

11:00 - 11:30
Pause
11:30 - 12:15 Gruppe 1 bei Station 2
Gruppe 2 bei Station 3
Gruppe 3 bei Station 4
(Pause bei Station 1)

12:15 - 13:00 Gruppe 1 bei Station 3
Gruppe 2 bei Station 4
Gruppe 3 bei Station 1
(Pause bei Station 2)
 
13:00 - 13:45 Mittagspause
13:45 - 14:30 Gruppe 1 bei Station 4
Gruppe 2 bei Station 1
Gruppe 3 bei Station 2
(Pause bei Station 3)
 
ab 14:30 Möglichkeit zur Diskussion und Analyse individueller Prüfaufgaben mit den Betreuern der Prüfsysteme
ca. 15:00 Ende des Seminars

Station Systembeschreibung
Station 1

Hochdynamische 3D-Messtechnik


Die hochdynamische 3D-Messtechnik eignet sich für die Vermessung bewegter Objekte. Es können bis zu 300 3D-Bilder pro Sekunde aufgenommen werden. Dies ermöglicht einen vielfältigen Einsatz von der Inline-Messtechnik in Fertigungsprozessen bis hin zur handgeführten 3D-Sensorik (Erfassung von Form und Farbe).

Station 2

Inline 3D-Messtechnik für Qualitätsprüfung und Prozessregelung


Die modulare Technologie OptoInspect 3D ist die Basis für anwendungsspezifische Lösungen für eine maßlich geometrische Qualitätsprüfung sowie die Steuerung und Regelung von Prozessen. Zur Digitalisierung werden dabei Messmethoden auf Basis des Triangulationsprinzips in Form von Mehrsensoranordnungen genutzt. Die Systeme können in Maschinen oder Prozesse integriert werden und so auf direktem Wege geometrische Formen und Maße in der Fertigung prüfen. Damit wird eine objektive Qualitätskontrolle möglich, eventuelle Abweichungen werden frühzeitig erkannt und der Prozess kann unmittelbar geregelt werden.

Station 3

Optisches Messsystem für schnelle Oberflächenmessungen


InfiniteFocusSL ist ein optisches 3D-Messsystem zur einfachen, rückführbaren und schnellen Oberflächenmessung basierend auf dem Prinzip der Fokus-Variation. Mit nur einem Gerät können gleichzeitig Form und Rauheit von mikrostrukturierten Oberflächen gemessen werden. Als Ergebnis werden Farbbilder mit hohem Kontrast und Schärfentiefe geliefert. Durch die Kombination eines hohen Arbeitsabstands bis zu 34 mm mit einem großen Messfeld bis zu 2500 mm2 in XY und einer Messgeschwindigkeit innerhalb Sekunden, je nach Applikation ist das System vielfältig einsetzbar. Mit einem entsprechenden Automatisierungs-Interface kann es auch in der Produktion zur automatisierten Oberflächenmessung und Auswertung eingesetzt werden.

Station 4

Holographische 3D-Objektvermessung


Die digitale Mehrwellenlängen-Holographie erschließt mit Messzeiten deutlich unter einer Sekunde zunehmend Anwendungen in der Linie. Mit dem monoskopisch, koaxial messenden Verfahren, das sowohl auf rauen wie auch auf glatten Oberflächen zur Topographiemessung mit Submikrometer-Genauigkeit eingesetzt wird, können viele bisher nicht realisierbare Messaufgaben direkt in der Produktionslinie realisiert werden, wie z. B. die Prüfung von Präzisionsdrehteilen und Frästeilen, die Qualitätskontrolle in engen Nuten oder die Inspektion von Freiformflächen wie Druckgussteilen. Typische Messfeldgrößen liegen dabei im Bereich einiger Quadratzentimeter.