3D-Messung

Teamarbeit in der Arena

Automatisiertes 3D Scannen. Qualitätskontrolle, Werkzeugprüfung oder Flächenrückführungen werden oft auf der Grundlage von 3D-Scandaten durchgeführt. Die 3D-Messung kann dabei automatisiert stattfinden. Die 3D-Arena von Aicon unterstützt das automatisierte Scannen mit dem Roboter und bildet die Grundlage für eine vollautomatisierte Messanlage.

Markierungsfreies Scannen eines kompletten Fahrzeugs in der 3D-Arena. (Bild: Aicon)

Neue Produkte müssen schnell entwickelt und kostengünstig gefertigt werden. Die Automobilindustrie und viele andere industrielle Branchen haben ihre Zeitspanne zwischen zwei neuen Modellen in den letzten Jahrzehnten praktisch halbiert, um den steigenden Verbraucheransprüchen gerecht zu werden. Qualitätskontrolle, Werkzeugprüfung oder Flächenrückführungen auf der Grundlage von manuell erfassten 3D-Scandaten gehören in der Produktentwicklung und -fertigung zum Standard. Die 3D-Messung kann in vielen Fällen bereits automatisiert stattfinden. Roboter ermöglichen effiziente Abläufe und liefern zuverlässige Ergebnisse.

Weißlichtscanner erfassen die vollständige Objektoberfläche anstatt einzelner Punkte. Selbst komplexe Objektgeometrien und Oberflächenstrukturen werden so detailgenau vermessen. Auswertungen sind an jeder Stelle der Komponente möglich – auch zu einem späteren Zeitpunkt und über die ursprüngliche Projektdefinition hinaus. Der Scanvorgang ist berührungslos – selbst zerbrechliche oder deformierbare Objekte werden schnell und problemlos digitalisiert. Die Einzelscans werden automatisch anhand der Objektkontur ausgerichtet, damit entfällt das zeitaufwändige Anbringen von Messmarken. Aicon bietet Messsysteme für unterschiedliche Komponenten in vielen Größen, von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern.

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Messergebnisse auf dem Objekt sichtbar
Der Stereoscan neo erweitert die Möglichkeiten des bisherigen Scannens um ein Vielfaches. Die Technologie „See What You Measure“ (SWYM) ermöglichte es erstmalig, die Ergebnisse einer Messung direkt auf dem Objekt sichtbar zu machen, erklärte Aicon. Die adaptive Vollfarb-Projektionstechnik projiziert nicht nur die zum Scannen notwendigen Muster in Farbe auf die Oberfläche, sondern auch die erzielten Messergebnisse. Abweichungen zum CAD können so direkt nach der Messung farblich auf der Objektoberfläche dargestellt werden. Im Werkzeug- und Formenbau oder im Modellbau lassen sich durch diese Technologie schnell und präzise Abweichungen der Bauteiloberfläche messen und darstellen. Durch die projizierten Abweichungsbilder können Korrekturen am Objekt umgehend vorgenommen werden. Auch Abweichungen bei Inspektionsaufgaben lassen sich sofort sichtbar machen und beheben.

Die neue Scanner-Linie Primescan sei eine Einstiegslösung zum hochgenauen 3D-Digitalisieren industrieller Komponenten. Durch die kompakte Bauweise und den geringen Arbeitsabstand eignet er sich laut Aicon als Desktop-Lösung und für Anwendungen in beengten räumlichen Verhältnissen im industriellen Umfeld. Messfeldgröße und Kameraauflösung stehen in unterschiedlichen Konfigurationen zur Verfügung und werden je nach benötigter Auflösung an Objekt und gewünschter Genauigkeit angepasst. Der Primescan ist mit Blue-light- oder White-light-Technologie erhältlich und somit auch für das Scannen mit zusätzlichen Farbinformationen im Bereich Kunst, Kultur oder Design einsetzbar. Für automatisierte Messungen oder große Messvolumina werden die Scanner mit Stativ, Drehtisch oder Photogrammetrie ergänzt.

Arbeitsgemeinschaft 3D-Arena
In der 3D-Arena treten Weißlichtscanner, Koordinatenmessgerät und Roboter in eine flexible Arbeitsgemeinschaft, wie das Unternehmen erklärte: Die 3D-Arena wandelt eine konventionelle Bearbeitungsstation in ein anpassungsfähiges Areal für unterschiedliche Prozesse. Dafür werden auf einem Rahmen oberhalb des Arbeitsraums, beispielsweise unter der Hallendecke, mehrere Move-Inspect-Kameras montiert. Die genaue Anzahl der Kameras und damit die Größe des Messfelds werden je nach Objektgröße und Messaufgabe angepasst. Das Kamerasystem nutzt das dynamische Referenzieren: Indem es optische Referenzpunkte erfasst, werden alle Messungen automatisch in dasselbe Objekt-Koordinatensystem übertragen. Entsprechend erkennt das Kamerasystem die Position des 3D-Scanners über dessen optische Referenzpunkte und erfasst so die Bewegungen des Roboters. Die Kameras überwachen kontinuierlich die Scannerposition, und obwohl der Roboter das Messgerät während der Datenaufnahme bewegt, erhält der Anwender präzise, verlässliche Ergebnisse auch bei Wiederholungsmessungen.

Das flexible Bearbeiten eines Bauteils sei auch mit einer mobilen Fräsmaschine oder anderen Werkzeugen und Hilfsmitteln durchführbar. Dabei erlaube die 3D-Arena sogar Unterbrechungen im Arbeitsprozess: Wird die Bearbeitungsmaschine zur Seite gestellt und später wieder an das Modell herangeschoben, erkennt das Trackingsystem sie, richtet das Bearbeitungsprogramm entsprechend der Koordinaten ein, und die Maschine arbeitet ohne Verzögerung weiter. Den Vorteil des automatisierten markierungsfreien Scannens schätzen besonders Anwender im Automobilbereich. Die 3D-Arena unterstützt das automatisierte Scannen mit dem Roboter und bildet die Grundlage für eine vollautomatisierte Messanlage. Großflächige Messaufgaben werden somit unkompliziert und effizient gelöst.

Unabhängig vom Einsatzgebiet ermöglicht die individuelle Konfiguration von Weißlichtscanner, Koordinatenmessgerät und Roboter flexibles Arbeiten in verschiedenen Prozessen. Das Messobjekt lässt sich vollständig auswerten, und der Durchsatz an Messobjekten erhöht sich deutlich. Wiederholungsmessungen in gleichbleibender Qualität lassen sich beliebig oft durchführen und als Standardprozesse definieren.

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