Gezeigt werden Exponate aus den Bereichen Inspektion von Oberflächen, optische 3D-Messtechnik, Inline-Messen und Prüfen, Bauteilidentifikation oder Augmented Reality. Daneben werden auch Neuentwicklungen aus dem Bereich der zerstörungsfreien Prüfung mit Technologien wie Röntgen-Computertomografie, Terahertz und Ultraschall zu sehen sein. Weitere Themen sind die akustische Überwachung der Produktion sowie die Laserakustik. Zahlreiche Exponate arbeiten mit Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) oder des maschinellen Lernens.
So hat das Fraunhofer IOSB das KI- und kamerabasierte System Halodome entwickelt, mit dem eine automatische Anomalie- und Defekterkennung an Bauteilen in der Qualitätssicherung möglich ist. Mit Unterstützung durch den Menschen sowie Mensch-Maschine-Interaktion lernt das System, schlechte von guten Beispielen zu unterscheiden und verbessert dadurch seine Erkennungsrate stetig.
Das Fraunhofer IOF zeigt seinen mobilen Handscanner Goscout3D, der die 2D- und 3D-Digitalisierung komplexer, mehrere Kubikmeter umfassender Objekte mit einer hohen räumlichen Auflösung von weniger als 0,25 Millimetern ermöglicht. Der Scanner wurde nun mit einem Schreitroboter der US-amerikanischen Firma Boston Dynamics gekoppelt, wodurch der Messprozess komplett automatisiert durchgeführt werden kann.
Qualitätskontrolle mit
Holografie
Ein System zur Optimierung individualisierter Fertigungsabläufe präsentiert ein Konsortium aus mehreren Fraunhofer-Instituten im Rahmen des Fraunhofer-Leitprojekts SWAP (Heterogene, auslastungsoptimierte Roboterteams und Produktionsarchitekturen). Zum Einsatz kommen dabei Sensoren für die optische Qualitätssicherung, wie zum Beispiel Holografie und Musterprojektion oder die markierungsfreie Bauteil-Rückverfolgung. Daneben liegt der Fokus des Exponats auf der SWAP-IT-Architektur – einem neuen technologischen Konzept, das die Transformation von starren Prozessen mit festgelegten Bearbeitungsstationen in flexible und dynamische Fertigungsumgebungen ermöglicht.
Das Fraunhofer IPM stellt auf der Control den Fluoreszenz-Scanner F-Scanner 2D vor. Dieser rastert die Bauteiloberfläche in zwei Raumrichtungen ab und erzeugt ein vollständiges Bild der Beschichtung, beziehungsweise der Restverunreinigung. So erkennt man, wo und in welchen Mengen sich organische Rückstände oder
Beschichtungen auf der Bauteiloberfläche befinden.
Damit ist laut Anbieter erstmals eine quantitative Analyse der Oberflächenbelegung auch bei beliebig geformten 3D-Objekten möglich. Das System eignet sich zur Voruntersuchung, zur flexiblen Qualitätsprüfung von Serienbauteilen und als Prüfsystem in der Produktion.
Mit dem Track & Trace Fingerprint Flex zeigt das Fraunhofer IPM eine Erweiterung seines Track & Trace-Systems, das zur Rückverfolgung von Massenbauteilen entwickelt wurde. Werkstücke oder Ladungsträger in der Logistikkette werden ohne zusätzliche Markierungen erkannt – allein anhand der individuellen Bauteiloberfläche, die für jedes Bauteil quasi einen eigenen, eindeutigen Fingerabdruck liefert. Das System ist für den mobilen, flexiblen Einsatz außerhalb der Produktionslinie konzipiert. Das akkubetriebene, tragbare System kann robotergestützt oder als handgehaltenes Gerät für die stichprobenartige Identifizierung von Bauteilen an beliebigen Positionen im Produktionsprozess genutzt werden – zum Beispiel in der Montage, Logistik oder Qualitätssicherung.
Toolbox macht künstliche Intelligenz verständlich
Zur optischen 100-Prozent-Qualitätskontrolle hat das Fraunhofer IPT ein High-Speed-Mikroskop entwickelt, um mikroskopische Strukturen großflächig in kurzer Zeit zu untersuchen. Die Technik kann bei Proben verschiedenster
Art – von Mikroelektronik bis zu Stammzellen – zum Einsatz kommen.
Die vom Fraunhofer IOSB vorgestellte XAI-Toolbox ist ein Werkzeug, das dazu dient, KI verständlich und nachvollziehbar zu machen. Die Toolbox kann sich auf einfache Weise an verschiedene KI-Systeme anpassen und unterstützt derzeit sowohl Zeitreihen als auch Bild-Klassifikatoren. Somit lässt sie sich für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzen.
Das Fraunhofer IOSB zeigt außerdem Sichtprüfsysteme, die sich unter anderem zur industriellen Inspektion von transparenten Materialien nutzen lassen. Auf der Control können sich die Besucher über das System Purity informieren – eine Lösung zur 100-%-Hochgeschwindigkeitsprüfung transparenter Objekte im Durchlauf bei einer Materialstromgeschwindigkeit von bis zu 3 Metern pro Sekunde. Die Prüfung basiert auf eindeutigen und genormten Merkmalen und erfolgt mit großer Schärfentiefe. Fehler wie Spannungen oder Einschlüsse im Material werden zuverlässig erkannt. Adressiert werden Glasproduzenten, Folienhersteller, Hersteller optischer Komponenten und Kunststoffproduzenten.
Das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Optische Messtechnik und Oberflächentechnologien (AZOM) hat ein intelligentes, auf Lasertriangulation basierendes Messsystem (Surfinpro) zur KI-gestützten Erfassung von Oberflächeneigenschaften wie Fehlern, Artefakten oder Texturänderungen bei Rolle-zu-Rolle-Prozessen (R2R) – wie zum Beispiel in der Photovoltaik – entwickelt. Bei der Herstellung von verschiedenen Schichten- beziehungsweise Foliensystemen, die auf R2R-Technologien basieren, kommt es typischerweise im Verarbeitungsprozess zur Ausbildung von Fehlstellen, die das äußere Erscheinungsbild der Schichten beziehungsweise die allgemeine Qualität und Funktionalität der Systeme beeinträchtigen.
Die Struktur solcher Herstellungsfehler kann sich in einem breiten Spektrum unterschiedlicher Größen und Ausprägungen manifestieren. In Abhängigkeit des Prozesses können die eingesetzten Komponenten auf eine optimale Erfassung der Störstellen angepasst werden.
Vollständige
Oberflächenerfassung
Ein robotergestütztes Oberflächeninspektionssystem zur vollständigen Prüfung gedrehter und gefräster Metallteile stellt das Fraunhofer ITWM vor. Damit lassen sich Oberflächen objektiv und vollständig erfassen sowie bewerten – unabhängig von der Oberflächentextur. Insbesondere wird die Herausforderung der Inspektion komplexer Metallobjekte gemeistert, auch wenn nicht genügend Fehlerproben für das Training des maschinellen Lernens zur Verfügung stehen. Die Lösung basiert auf einer fotorealistischen Bildsimulation mit parametrischer Modellierung von Defekten und Oberflächentextur.
Darüber hinaus wird die Positionierung des Roboters für eine vollständige Oberflächenprüfung mithilfe der virtuellen Prüfplanungssoftware V-POI sichergestellt. Mögliche Anwendungsbereiche sind die Rissdetektion in Beton oder die Inspektion von Metall-, Plastik- und Holzoberflächen sowie beliebiger anderer Oberflächenstrukturen.
Auf Augmented Reality (AR) setzt das Fraunhofer IGD. Mit einem AR-basierten Montagearbeitsplatz können komplexe Produktaufbauten effizient unterstützt und gleichzeitig gegenüber der CAD-Spezifikation verifiziert werden. Somit ersetzt das System die zurzeit meist noch in physikalischer Form vorliegenden Zusammenbauanweisungen, die eine hohe Transferleistung der Werker von 2D-Bauanweisungen in die 3D Welt erfordern. Durch VR-basierte Fernunterstützung können Remote-Experten den Zusammenbau schnell und kostengünstig verfolgen.
Mit dem Holotop-Infinity-System präsentiert das Fraunhofer IPM eine Neuentwicklung aus der Holotop-Sensorfamilie, mit der Flächen von 150 × 125 mm2 mit 100 Millionen 3D-Punkten in unter 1 s gemessen werden können. Das Messfeld kann durch eine Matrix-Anordnung mehrerer Sensorköpfe beliebig erweitert werden – zum Beispiel drei Sensorköpfe für die vollflächige Vermessung einer Bipolarplatte. Die Qualität der Messdaten wird anhand verschiedener Beispielproben illustriert.
Individuelle und flexible 3D-Messsysteme
In der Fertigung individualisierter Produkte mit hoher Variantenanzahl werden zur Inline-Qualitätsprüfung zunehmend flexiblere und adaptive optische Mess- und Prüfsysteme benötigt. Fraunhofer IFF zeigt solche kundenindividuellen und flexiblen 3D-Messsysteme zur Maß- und Formprüfung sowie zur Montage- und Vollständigkeitsprüfung. Einzelne Funktionsbausteine stehen darüber hinaus als Softwarebibliotheken zur Verfügung, wie zum Beispiel die geometrische Auswertung von 3D-Punktewolken. Zielsetzung sind wirtschaftliche und automatisierte Lösungen trotz individueller Produkte und kleine Losgrößen.
Gemeinsam mit OHB Digital Connect hat das Fraunhofer EZRT das Hochenergie-Computertomografiesystem Gianteye entwickelt, mit dem es möglich ist, großvolumige Objekte in horizontaler Ausrichtung mit besonders hoher Röntgenenergie von 9 MeV und Auflösungen von unter 100 μm zu tomografieren. Zum Einsatz kommen solche Systeme zum Beispiel bei der Entwicklung von Satellitentriebwerken oder bei der Prüfung von Batteriemodulen von Elektrofahrzeugen. Am Control-Messestand wird ein Modell der CT-Anlage, so wie sie an der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau für die Untersuchung von Beton realisiert wurde, vorgestellt.
KI-basiertes akustisches Monitoring für die Brennstoffzellenfertigung stellt das Fraunhofer IDMT vor. Akustische Systeme arbeiten auch in rauen Umgebungen zuverlässig, erkennen und klassifizieren Fehler und zeigen Handlungsempfehlungen an. Analog zum akustischen Monitoring bei Schweißprozessen nehmen Mikrofone bereits bei der Fertigung die Prozessgeräusche auf, KI-Algorithmen analysieren die Audiodaten echtzeitnah und das System zeigt Abweichungen im Prozess an. So können beispielsweise Materialfehler, Werkzeugverschleiß oder Fehlmontage frühzeitig erkannt und behoben werden. Durch die Weiterentwicklung und Automatisierung der Produktionsschritte soll die steigende Nachfrage nach Brennstoffzellen gedeckt und die Großserienfertigung von Stacks effizienter gestaltet werden. Das Potenzial der akustischen Analyse auf Basis der Luftschallemission demonstriert ein Air-Hockey-Tisch, der verschiedene Zustände am Klang erkennt.
Fraunhofer Vision, Halle 8, Stand 8201
