Geprüfte Oberflächen

Sub-µm Inline-3D-Oberflächenprüfung im Sekundentakt

Metallische Produkte, die durch Tiefziehen oder andere Kaltumformungsprozesse entstehen, müssen sehr exakte
3D-Oberflächeneigenschaften aufweisen – z.B. auf Dichtflächen oder an Graten. Mit der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie lassen sich Oberflächen direkt in der Fertigungslinie 3D vermessen – sub-µm-genau und extrem schnell. Spiegelnde und raue Metalloberflächen können dabei genauso geprüft werden wie auch viele Verbundwerkstoffe.
Bei der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie wird der zu vermessende Prüfling mit Laserlicht bestrahlt. Dieser streut das Licht teilweise zurück zum Sensor. Dort wird es mit unbeeinflusstem Laserlicht zu einem Interferenzbild überlagert, was die Information über die Form des Objekts in sich trägt. Durch numerische Berechnungen lassen sich die 3D-Daten errechnen und visualisieren. Wiederholt man die Messung mit mehreren leicht unterschiedlichen Laserwellenlängen, können Messgenauigkeit und Messbereich gesteigert werden. Durch die Wahl der Laserwellenlängen und des optischen Aufbaus lässt sich das Verfahren an verschiedene Einsatzbereiche individuell anpassen. Die Entwicklung bezahlbarer Lasersysteme, die schnell zwischen verschiedenen, sehr dicht beieinanderliegenden Wellenlängen umschalten bzw. durchstimmen können, macht das Verfahren für die industrielle Messtechnik interessant. Seit kurzem wird das HoloTop-System direkt in der Produktionslinie eingesetzt.

Digitale Mehrwellenlängen- Holographie

Mit aktuellen Messsystemen, die auf der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie basieren, lassen sich mehr als 100 Millionen 3D-Punkte pro Sekunde messen. Das grenzt das Verfahren hinsichtlich Mess- und Auswertegeschwindigkeit deutlich gegen eine Vielzahl anderer optischer 3D-Messverfahren ab. Ein im Sensorkopf integriertes kalibriertes Normal erlaubt es, die Messung permanent auf das Normal zurückzuführen und quasi in Echtzeit zu kalibrieren. Alternativ besteht die Möglichkeit, die Einzelwellenlängen mit einem hochauflösenden Spektrometer oder Wavemeter zu messen und damit das Messsystem zu kalibrieren. Im Gegensatz zu allen anderen bildgebenden 3D-Messverfahren kommt die digitale Holographie ohne ein abbildendes System aus. Das hat den Vorteil, dass keine Abbildungsfehler wie z.B. Verzeichnungen in die Messung eingebracht werden. Die laterale Auflösung wird auch bei der linsenlosen Anordnung durch die numerische Apertur und damit maßgeblich durch die Größe (nicht die Pixelzahl) des zur Aufzeichnung verwendeten Kamerachips und den Abstand zum Objekt, begrenzt. Da Kamerachips aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht beliebig groß hergestellt und Prüflinge in der Praxis nicht beliebig dicht am Chip positioniert werden können, ist die laterale Auflösung der linsenlosen Anordnung in der Praxis auf einige Mikrometer begrenzt. Diese Grenze kann durch eine zusätzliche Optik, die die Objektwelle vor der holographischen Aufzeichnung vergrößert, bis in den mikroskopischen Bereich verschoben werden. Im sichtbaren Spektralbereich liegt die laterale Auflösungsgrenze dann beugungsbegrenzt bei ca. 0,5µm.

Nachträgliches Scharfstellen

Metallische Produkte, wie sie etwa beim Tiefziehen, (Präzisions-)Drehen oder anderen Kaltumformungsprozessen entstehen, lassen sich mit digitaler Mehrwellenlängen-Holographie sehr gut vermessen. Beispielhaft seien hier die Oberflächen von Dichtflächen genannt. Das Messfeld besteht aus 3.072×3.072 Messpunkten. Die Zeit für die Datenaufnahme für die gesamte Messung beträgt 60ms. Die anschließende Rechnung, die aus den Rohdaten echte 3D-Daten erzeugt, dauert abhängig vom eindeutigen Messbereich zwischen 90 und 150ms. Erreicht wird die schnelle Datenauswertung durch hochgradig parallele Datenverarbeitung auf modernen Grafikkarten. Auch feinste Details der Dichtoberfläche werden so exakt aufgelöst. Die erreichbare laterale Auflösung ist dabei nur durch die Abbildungsqualität des verwendeten Objektivs begrenzt. Ein weiteres typisches Einsatzgebiet der digitalen Mehrwellen-Holographie ist die Inspektion von Aludruckgussteilen in Bezug auf Mikrodefekte und Grate. Selbst einzelne Mikrodefekte, die in der Regel nur wenige Mikrometer betragen, können wichtige Eigenschaften wie z.B. den thermischen Kontakt eines Aludruckgussgehäuses so verschlechtern, dass die Qualität des Bauteils nicht akzeptabel ist. Eine Inline-Überprüfung der Aludruckgussteile garantiert hier die gewünschten Bauteileigenschaften. Eine Besonderheit der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie ist die Möglichkeit des ’nachträglichen Scharfstellens‘. Nach der Auswertung der Messdaten liegt im Rechner ein vollständiges Modell der Lichtwellen vor, die vom Objekt auf den Sensor gelangt sind. Wurden das Objekt oder Teile davon unscharf abgebildet, so besteht die Möglichkeit, die Daten mithilfe numerischer Methoden so weiterzuverarbeiten, dass nachträglich ein scharfes Bild des Objekts berechnet werden kann. Dazu sind weder mechanische Bewegung noch eine zusätzliche Datenerfassung erforderlich.

Das könnte Sie auch interessieren

Sick Vision Tage 2017

Auf den Sick Vision-Tagen treffen sich vom 19. bis 20. September in Wadkirch Experten und Anwender von industrieller Bildverarbeitung. Die Veranstaltung bietet interessante Vorträge aus den Bereichen Embedded Vision, 3D-Vision, Messende Systeme und Robot Guidance Systems. Anmeldeschluss ist der 5. September und die Anzahl der Plätze limitiert. Die vorläufige Agenda finden Sie unter folgendem Link.

Basler: Geschäftszahlen erstes Halbjahr 2017

Die Basler AG hat ihre aktuellen Geschäftszahlen für das erste Halbjahr 2017 veröffentlicht. In den ersten sechs Monaten betrug der Konzern-Auftragseingang 100,4Mio.€, was einem Plus von 100% zum Vorjahr entspricht (50,2Mio.€). Der Konzernumsatz liegt mit 78,5Mio.€ über 62% des Vorjahresniveaus (48,5Mio.€). Aufgrund der Zahlen wurde der Forecast für 2017 durch das Unternehmen korrigiert.

www.baslerweb.com

Neuer Geschäftsführer bei Sesotec Italien

Andrea Festelli ist neuer Geschäftsführer der italienischen Tochtergesellschaften der Sesotec Gruppe. Vor dieser Position konnte der 47jährige bereits Erfahrungen in der Geschäftsführung der GEA Group sammeln. Eine der Hauptaufgaben von Festelli wird die Zusammenführung der beiden Italienischen Gesellschaften Sesotec Italien, Geschäftsbereich Produktinspektion, und ASM, Geschäftsbereich Lebensmittelsortierung, sein.

www.sesotec.com

Anzeige
Embedded Plattform

Der europäische Bildverarbeitungsverband EMVA plant erstmals vom 12. bis 13. Oktober zusammen mit der Messe Stuttgart die Ausrichtung der Embedded Vision Europe (EVE) Conference in Stuttgart. Über die Ziele und Inhalte der Veranstaltung sprach inVISION mit Gabriele Jansen, Mitglied im ehrenamtlichen Vorstand der EMVA und Geschäftsführerin von Vision Ventures.

www.embedded-vision-emva.org

Anzeige
Umfirmierung der Raylase AG

Die Raylase AG wird in Zukunft als Raylase GmbH firmieren und vereinfacht damit ihre rechtliche Struktur. Damit richtet das Unternehmen seine gesamte operative Organisation gezielt auf schlankere und effizientere Prozesse aus. Die Änderungen der rechtlichen Struktur werden keinerlei negative Auswirkung auf die bestehenden Kunden- und Geschäftsbeziehungen des Unternehmens haben.

www.raylase.de

Anzeige
Tichawa eröffnet neue Fertigungshalle

Das Unternehmen Tichawa Vision hat eine neue Fertigungshalle in Augsburg-Lechhausen eröffnet. Seit Anfang Juli befindet sich dort, auf rund 650m², neuer Platz für die Herstellung hochpräziser Industriescanner zur industriellen Qualitätskontrolle. Durch die Expansion steigert das Unternehmen seine Produktivität um bis zu 30% und kann künftig 95% aller Bauteile inhouse fertigen.

www.epr-online.de

Anzeige