Schlüsseltechnologie in ihrer Vielfalt

Mit dem Verlangen der Gesellschaft nach immer stärker individualisierten Produkten steigt auch der Bedarf an einer wirtschaftlichen Prüfung von Kleinserien und der Durchführung individueller Prüfaufgaben. Moderne Technologien für die Qualitätssicherung müssen daher wandelbar, intelligent und bis hin zur Individualfertigung flexibel einsetzbar sein.

Industrielle Bildverarbeitung und optische Mess- und Prüftechnik nehmen in diesem Zusammenhang eine Schlüsselrolle ein. Gewissermaßen als die sensorischen Sinnesorgane der Produktion drängen sie in immer neue Aufgaben zur Überwachung, Diagnose, Steuerung, Regelung und dem Entwurf von Produkten und Prozessen. Ihre Arbeit erledigen sie dabei weitestgehend in Echtzeit.

Am Fraunhofer-Vision-Stand auf der Control steht dieser Themenkomplex im Mittelpunkt – ausgerichtet auf das aktuelle Wissenschaftsjahr des BMBF. Dieses ist dem Thema Arbeitswelten der Zukunft gewidmet. Das Wissenschaftsjahr 2018 zeigt, welchen Einfluss soziale und technische Innovationen auf die Arbeitswelten von morgen haben – und wie diese nicht nur den Arbeitsalltag verändern, sondern auch neue Maßstäbe im gesellschaftspolitischen Dialog setzen.

Assistenzsystem hilft
beim Schaltschrankaufbau

Beim Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) werden seit vielen Jahren Technologien zur Unterstützung von Fachkräften durch bildgestützte Assistenzsysteme erarbeitet. Digitale Assistenz- und Prüfsysteme können in zahlreichen Branchen wie Automobil-, Schienenfahrzeugbau und Luftfahrzeugindustrie sowie deren Zulieferern zum Einsatz kommen.

Am Fraunhofer-Vision-Stand werden die Vorteile dieser bildgestützten Assistenztechnologien beispielhaft anhand der Montage eines Schaltschranks demonstriert. Die Montagetätigkeit von Baugruppen an Schaltschränken ist sehr verantwortungsvoll, weil falsche Konfigurationen zu Fehlfunktionen führen, die entweder im Verdrahtungsprozess oder sogar erst beim späteren Einsatz in einer technischen Anlage erkannt werden.

Experten des Fraunhofer IFF haben ein Assistenzsystem entwickelt, das den Bediener beim manuellen Aufbau der Schaltschrank-Montageplatten unterstützt, Fehler vermeidet und die Nutzung aktueller Daten sicherstellt. Besucher des Messestands sind dazu eingeladen, selbst Baugruppen an einem Schaltschrank zu montieren. Dabei werden sie durch das optische Assistenzsystem unterstützt und angeleitet.

Integrierbare
Oberflächeninspektion

Anhand zahlreicher weiterer Exponate werden Lösungen für die Oberflächeninspektion, die optische 3D-Mess- und Prüftechnik sowie zur Prüfung unterhalb der Oberfläche vorgestellt. Viele dieser Systeme sind inlinefähig und damit direkt in die Fertigung integrierbar. Einsatzmöglichkeiten finden sich in zahlreichen Branchen wie etwa der Automobilindustrie, der Luftfahrt und der Metallbearbeitung.

So zeigt das Fraunhofer IFF optische 2D-/3D-Messsysteme zur Inline-Qualitätsprüfung und Prozessregelung. Die Technologien werden ebenso für Assistenzsysteme in der variantenreichen Produktion eingesetzt. Neben schlüsselfertigen Systemlösungen für Endanwender werden auch für Systemintegratoren verschiedene technologische Funktionsbausteine als Softwarebibliotheken für die Realisierung optischer Mess- und Prüflösungen angeboten.

Digital-holographische Messsysteme können die 3D-Topographie von Bauteilen mikrometergenau in der Fertigungslinie erfassen. Mit Holocut präsentiert das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik (IPM) nun erstmals einen digital-holographischen Messkopf, der sogar direkt in die Werkzeugmaschine integriert werden kann. Eventuelle Prozessfehler lassen sich so anhand der Oberflächenstruktur sofort erkennen und in den Fertigungsprozess zurückführen.

Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) stellt ein anlagenintegriertes System zur Prüfung, Qualifizierung und Justage der Kaustik von Pulvergasstrahldüsen für das Laserauftragschweißen vor. Mit diesem System können in der Anlage Pulvergasstrahldüsen zertifiziert und deren Pulvergasstrahl vollständig charakterisiert werden. Zusätzlich zur standardisierten und dokumentierten Prozesseinrichtung wird der Prozess visualisiert und überwacht.

3D-Technologie mit
geringer Latenz

Systeme für die industrielle Inline-Qualitätssicherung und -Prozessregelung sind ständig wachsenden Anforderungen ausgesetzt. Erforderlich sind 3D-Sensorprinzipien, die sich vor allem durch sehr kurze Aufnahmezeiten, sehr kleine Latenz und Irritationsfreiheit auszeichnen müssen.

Am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) wurde daher auf Basis schneller Projektion und Detektion von Mustern bei einer Wellenlänge von 850 nm ein neuer 3D-Sensor entwickelt, der sowohl eine Echtzeit-Datenerfassung mit geringer Latenz (150 ms) als auch eine Echtzeit-Datenverarbeitung realisiert.

Damit stehen unmittelbar nach der Bildaufnahme 3D-Messdaten zur Verfügung, mit denen je nach Anwendungsfall eine Geometriedatenauswertung, Lageanalyse oder Qualitätskontrolle in Form eines Soll-Ist-Vergleichs durchgeführt werden kann.

Webbasierte Lösung
visualisiert CT-Daten

Am Stand der Fraunhofer Vision werden auch Technologien demonstriert, um unterhalb der Oberfläche zu messen und zu prüfen. So stellt das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) auf der Messe mit der 3D-Smartinspect-Technologie ein Hightech-Assistenzsystem vor, mit dem die Qualität großer und/oder sicherheitsrelevanter industrieller Strukturen wie Flugzeuge, Züge oder Energieanlagen zuverlässig in 3D geprüft werden kann. Gezeigt werden manuelle und automatisierte Anwendungsbeispiele.

Das Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik (EZRT) hat für die industrielle Computertomographie das webbasierte Datenmanagementsystem Cloud-CT entwickelt, das zur Speicherung und Visualisierung verschiedenster Daten dient, die in Zusammenhang mit industrieller Computertomographie entstehen. Neben einer hohen Bedienerfreundlichkeit bietet Cloud-CT dem Anwender große Flexibilität und steigert dadurch die Effizienz der industriellen CT.

Fraunhofer Vision, Halle 6, Stand 6302