Schwerelos
3D-System erfasst Werkstücke im freien Fall aus allen Winkeln
Mit dem Zero-Gravity-3D-System können Geometrie und Oberfläche hochkomplexer Bauteile ohne tote Winkel erfasst werden.
Bild 1 | 16 Kameras erfassen das Prüfobjekt simultan im Freifall um eine 360°-Aufnahme ohne toten Winkel zu erstellen. (Bild: Instituto Tecnológico de Informática)
Auf der Vision 2018 stellte das spanische Instituto Tecnológico de Informática (ITI) erstmals sein Zero-Gravity-3D-System vor. Mit dem Bildverarbeitungsverfahren können Geometrie und die gesamte Oberfläche hochkomplexer Bauteile ohne tote Winkel erfasst werden. Das System katapultiert ein Objekt vertikal in eine Bildkammer, um es präzise aus mehreren Winkeln im Flug zu erfassen. Dieser Prozess ermöglicht es Herstellern, mehrere Arten von Komponenten zur Analyse in einem einzigen Batch auszuführen und die erfassten Komponenten ohne mechanische Rekonfigurationen einfach zu wechseln. Die Technologie hat die Proof-of-Concept-Prüfung erfolgreich abgeschlossen und befindet sich derzeit in der Kommerzialisierung für die Markteinführung 2019. Zu den Anwendungen gehören die 3D-Oberflächenrekonstruktion mit Texturanalyse sowie die Erkennung von Oberflächenfehlern z.B. Kratzer, Flecken, Risse, Korrosion oder geometrische Veränderungen. Das System erlaubt die 360°-Messung von 50 bis 80 Teilen pro Minute und ist vollständig skalierbar, um der Größe der zu messenden Komponenten gerecht zu werden. Der auf der Vision gezeigte Prototyp nutzt dafür 16 XCG-CG510C GigE-Module von Sony. Die Kameras werden über das Präzisionszeitprotokoll IEEE1588 synchronisiert, wobei der Aufnahmezeitpunkt so gewählt wird, dass er der Oberkante der Flugbahn des Objekts entspricht. Ebenfalls über IEEE1588 synchronisiert ist die LED-Beleuchtung der Bildkammer. Objekte gelangen von einem Förderband in das Innere der Bildkammer, das das Bauteil unter eine polyedrische Struktur legt. Diese ist mit einem Linearmotor verbunden, der das Objekt vertikal katapultiert. Einmal von den Kameras erfasst und im freien Fall, wird das Objekt von demselben Linearantrieb wieder aufgefangen, der sich entsprechend der Geschwindigkeit des Objekts bewegt und einen Aufprall verhindert, und auf ein zweites Förderband oder in ein zweites Fach abgeladen wird. Die Auswertung der Bilddaten geschieht in drei Schritten.
Erfassung
Die zu prüfenden Objekte gelangen automatisch, durch den freien Fall von oben oder durch Aufwärtsschieben von unten in das Gerät, wodurch das gesamte Objekt ohne Manipulation und ohne jegliche Verdeckung erfasst werden kann. Das Aufnahmegerät besteht aus einem Satz von Kameras, die in einer räumlichen Anordnung verteilt sind, die optimiert ist, um Genauigkeit, Präzision und Abwesenheit von Verdeckungen bei der Rekonstruktion des Teils zu gewährleisten.
