Die mobile 3D Messtechnik gewinnt im industriellen Umfeld eine immer größere Bedeutung. Der aufwendige Transport von Objekten zu einer Messmaschine ist zeit- und personalintensiv und führt zu Produktionsunterbrechungen und langen Einrichtzeiten von Fertigungsanlagen. Hier lassen sich mit einem mobilen 3D-Messsystem Kontrollen schnell und flexibel vor Ort durchführen.
Die klassischen stationären Koordinatenmessgeräte (KMG) haben sich im Produktionsumfeld für die regelmäßige Stichprobenkontrolle für Bauteile bewährt. Neben diesen Messaufgaben zur kontinuierlichen Qualitätsüberwachung besteht jedoch der Bedarf, mit Hilfe portabler Messgeräte schnelle Prüfungen vor Ort, also direkt in der Produktion vorzunehmen. Stellt sich zum Beispiel beim Einbau einer Frontscheibe heraus, dass diese nur unter hohen Spannungen eingebaut werden kann, so ist umgehend zu prüfen, ob ein Fehler im Rahmen oder in der Scheibe vorliegt. Um diese Entscheidung möglichst schnell treffen zu können, muss die Prüfung vor Ort stattfinden, damit ein zeitintensiver Transport von Karosserie und Scheibe zu einem Messraum vermieden werden kann. Hier sind portable optische 3D-Messgeräte die idealen Werkzeuge.
Mobiler 3D-Messtaster
Der mobile, optische 3D-Messtaster ProCam besteht aus einem aktiven, unter ergonomischen Gesichtspunkten konzipierten Taster mit integrierten elektronischen Kameras und einem portablen PC zur Systemsteuerung. Der Taster verfügt über eine austauschbare Messspitze, mit der die zu vermessenden Punkte angetastet werden. Zur Messung blicken die Kameras auf ein Messpunktfeld, das sich entweder auf einem portablen Panel befindet oder fest installiert ist.
Durch Knopfdruck am Taster wird nach Aufsetzen der Messspitze eine Messung ausgelöst und die gemessenen Koordinaten unmittelbar angezeigt. Mit einer komfortablen Messsoftware wie Metrosoft CM werden die Ergebnisse weiterverarbeitet, um sie beispielsweise mit einem CAD-Datensatz vergleichen zu können.
Mobil oder stationär
Durch die Verwendung von fest installierten oder transportablen Target-Panels lassen sich stationäre oder mobile Messplätze einrichten. Für den stationären Betrieb des ProCam werden Messpunkte zum Beispiel an einer Wand fest installiert und einmalig hochgenau eingemessen. Hierbei kann ein beliebig großes Messvolumen gewählt werden, so dass Objekte beliebiger Größe mit dem mobilen Messtaster vermessen werden können.
Für die Vermessung von Crashfahrzeugen zur Deformationsanalyse ist eine Messbox mit den Maßen 5 x 6 x 3 m errichtet worden. In ihr kann ein komplettes Fahrzeug allseitig vermessen werden, ohne dass eine Umpositionierung des Gerätes oder des Messobjektes notwendig ist. Damit entfallen aufwändige Vorbereitungen und Einrichtzeiten und der Bediener kann sofort mit den eigentlichen Messungen beginnen. Das Investitionsvolumen liegt bei nur circa 20 Prozent von dem für ein KMG. Da das System ein nahezu unbegrenztes Messvolumen bietet, können auch ganze Schienenfahrzeuge mit einer entsprechend großen Messbox vermessen werden.
Mit Digitalkamera zu 3D Koordinaten
Ein weiteres mobiles optisches 3D Messsystem ist die DPA-Win mit einer hochauflösenden Digitalkamera als Sensor. Die zu vermessenden Objekte werden an den geometrierelevanten Punkten mit Messmarken oder Messadaptern signalisiert und anschließend mit der Digitalkamera aus unterschiedlichen Richtungen aufgenommen.
Die Software berechnet anschließend die 3D Koordinaten der signalisierten Punkte und erlaubt eine komfortable Weiterverarbeitung zu aussagekräftigen Ergebnisdarstellungen.
Durch die frei gehaltene Kamera kann der Anwender auch größte Objekte in räumlich engen oder schwer zugänglichen Bereichen vermessen. So werden Schiffsektionen von einem Krankorb aus aufgenommen, um eine Geometrieprüfung durchzuführen oder Fahrzeuge in Klimakammern vermessen, um die Ausdehnung von Kunststoffteilen zu ermitteln.
Durch das geringe Transportvolumen (Kamera + Notebook) eignet sich das System auch für die Prüfung an entfernten Fertigungsanlagen oder Zulieferteilen, was im Zuge der globalen Teilefertigung immer wichtiger wird.
Andere typische Messaufgaben sind:
l Deformationsanalyse bei Crashvermes- sung,
l Vermessung von großen Schweißkon- struktionen,
l Bauteilkontrolle und Soll-Ist-Vergleich zu CAD-Daten,
l 3D-Vermessung direkt an Prüfständen,
l Werkzeugvermessung,
l Einrichten und Positionieren von Baugrup- pen.
Höchste Genauigkeit mit Laser Tracker
Es gibt Augenblicke, in denen die Größe und Komplexität eines Werkstückes oder einer Vorrichtung den Einsatz von hochgenauer mobiler Messtechnik unlösbar oder unmöglich erscheinen lässt.
Bei einer Messgenauigkeit von 5 µ pro Meter und einem Messbereich von mehr als 35 Metern bietet der Einsatz eines Laser Trackers vielfältige Möglichkeiten für die Lösung anspruchsvoller Messaufgaben vor Ort.
Laser Tracker verfolgen ein Zielobjekt, wie Raketen ihr Ziel verfolgen. Sie messen die Entfernung zu einem Reflektor mit einem Laserinterferometer und bestimmen zusätzlich die für die Positionsbestimmung relevanten Winkel. Dabei erfasst der Laser Tracker das Zielobjekt mit 1.000 Einzelmessungen pro Sekunde. So ist er in der Lage, dem Zielobjekt auch bei hohen Geschwindigkeiten und extremen Beschleunigungen automatisch zu folgen. Zur Vermessung wird ein in eine Präzisionskugel montierter Reflektor, auch SMR (spherically mounted retroreflector) genannt, zum Messobjekt geführt. Damit können sowohl Einzelpunkte erfasst als auch komplette Oberflächen abgescannt werden. Zusätzlich können mit einem integrierten Absolutdistanzmesser auch am Messobjekt befestigte Reflektoren zur statischen oder dynamischen Inspektion oder zur räumlichen Formkontrolle angezielt werden.
Der Schwerpunkt der Laser Tracker Anwendungen liegt in der Vermessung komplexer Geometrien, in der Ausrichtung und Überwachung von großen Bauvorrichtungen sowie bei der Positionierung von Teilen und Baugruppen. Die Anwendersoftware SMXInsight mit intuitiv zu bedienender grafischer Benutzeroberfläche verfügt über integrierte CAD Funktionalitäten sowie Schnittstellen und ermöglicht so den direkten Abgleich zu Nominaldaten oder die Erstellung von CAD Modellen mit Reverse Engineering. Dabei können sowohl Regelgeometrien als auch Freiformflächen erfasst werden.
Die kompakte Bauweise des SMX Laser Trackers lässt den Anwender auch in beengten Verhältnissen wie engen Bauvorrichtungen effizient arbeiten. Außerdem lässt sich das Gerät auch sehr einfach in großer Höhe auf ausfahrbaren Stativen extrem niedrig oder auch in Seitenlage aufstellen, um zum Beispiel Messpunkte an einem Fahrzeugunterboden zu erreichen.
Typische Anwendungen des SMX Laser Trackers reichen von der Ausrichtung und Überwachung von Werkzeugen und Vorrichtungen, Kontrolle von großen Bearbeitungsmaschinen, Anwendungen in der Robotik, im Reverse Engineering bis hin zur Endvermessung von Personenkraftwagen, Nutzfahrzeugen, Baumaschinen bis zu großen Verkehrsflugzeugen.
Dabei ergeben sich, begünstigt durch die kurzen Aufbauzeiten des Systems, durch kurze Messzeiten und daraus resultierenden geringen Stillstandszeiten der Produktionseinrichtungen zur Vermessung und Justage enorme wirtschaftliche Vorteile beim Einsatz dieser Technologie. So lassen sich zum Beispiel beim Justieren der Walzen in einem Stahlwerk die Stillstandszeiten von mehreren Tagen auf einige Stunden reduzieren.
SMX Laser Tracker gehören zu den vielseitigsten Koordinatenmessmaschinen und gewinnen eine immer größere Popularität, besonders im Bereich der Produktion großer Teile, wo sie zu jedem Zeitpunkt der Herstellung den gesamten Fertigungsprozess optimal unterstützen.
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