Roboter-basiertes Scannen mit Streifenlichtprojektion - AICON 3D ...

APPLIKATIONSREPORT
breuckmann
precision in 3D
ROBOTER BASIERTES SCANNEN
MIT STREIFENLICHTPROJEKTION
Das Projekt wurde bei MQS in Ingolstadt für
den Automobilhersteller Audi AG durchgeführt
und beschreibt einen neuartigen Ansatz
für die automatisierte und hochpräzise
Digitalisierung großflächiger Bauteile in der
Automobilindustrie.
MQS
Measuring and Quality Solutions
Group
ZIELSETZUNG UND MESSOBJEKT
Aufgabe des Projektes bestand in der digitalen Dokumentation und Archivierung
von Türen, Motorhauben und Heckklappen mit der Zielsetzung, ein digitales
Archiv für die in der Vorproduktionsphase entwickelten Prototypen der Bauteile
zu erstellen. Dadurch können die digitalen Prototypen und ihre dazugehörigen
Qualitätsprotokolle in der nachfolgenden Optimierungs- und Produktionsphase
einfach zugänglich und wohlsortiert als Referenzobjekte herangezogen werden.
MESSSYSTEM UND -AUFBAU
Realisiert wurde das Projekt mit dem Breuckmann Hochleistungssystem
naviSCAN 3D gekoppelt an einem Kuka Industrieroboter. Das Messobjekt
wurde mit handelsüblichen Bauteilaufnahmen exakt und reproduzierbar auf
einer vollautomatischen, mit dem System verbundenen Drehstation fixiert.
Charakterisiert durch die Verbindung eines Breuckmann stereoSCAN 3D-HE
Systems mit 2 x 5.0 MPix Auflösung und einer Metronor DUO Koordinatenmessmaschine
ermöglicht das naviSCAN 3D bei minimalem Zeitaufwand eine höchstpräzise
Digitalisierung großflächiger Automobilbauteile.
TECHNISCHE SPEZIFIKATION
Messfeld:
725 mm
Genauigkeit: ± 50 µm
Kameraauflösung: 2 x 5.0 Mpix
Lichtquelle:
100 Watt Halogenlampe
Arbeitsabstand:
880 mm (äußere Kameraposition)
Sensorgewicht:
< 8 kg
Messzeit:
1 Sek / Scan
Zertifizierung: VDI/VDE Richtlinie 2634
Scan Software:
OPTOCAT (Breuckmann GmbH)
Inspektionssoftware: Polyworks Inspector
(InnovMetric Software Inc., Kanada)

euckmann
precision in 3D
BEDINGUNGEN UND HERAUSFORDERUNGEN
• Eine wesentliche Bedingung des Projektes war der gänzliche Verzicht auf Vorbehandlung der Aluminium- und verzinkten
Stahlbauteile mittels Anti-Reflexsprays sowie jeglicher Verzicht auf Referenzmarken. Somit mußte das System trotz teilweise
hochglänzender und reflektierender Ausschnitte eine hohe Datenqualität liefern.
• Oberflächendaten, ebenso wie Lochbild- und Beschnittdaten, sollten mit extrem hoher Dichte und Genauigkeit erfasst werden.
• Automatisierter Scanvorgang mittels eines Industrieroboters: Die eingeschränkte absolute 3D Genauigkeit des
Roboters wird mithilfe eines großvolumigen optischen Tracking-Systems kompensiert, welches während des Messaufbaus
jede Scanposition verifiziert und speichert. Diese verifizierten Scanpositionen dienen als Basis für die
nachfolgende Serienmessung.
• Anspruchsvolle Zeitvorgabe: Datenaufnahme (ohne Datenauswertung und Visualisierung) und Bauteilwechsel mussten
innerhalb von max. 20 Minuten abgeschlossen sein.
ARBEITSABLAUF
Das Prüfobjekt wird aufgespannt
Die Datenaufnahme erfolgt mit Streifenprojektion
innerhalb von einer Sekunde
Ein Soll-/Ist Vergleich zeigt alle Abweichungen
auf einen Blick
ERGEBNIS
Dank der schnellen und präzisen 3D Datenerzeugung durch das naviSCAN 3D System,
das auch großflächige Vermessungen ohne Anbringen von Referenzmarken ermöglicht,
war die Digitalisierung der Türen, Motorhauben und Heckklappen innerhalb weniger
Minuten abgeschlossen. Mit durchschnittlich 15 Minuten für die Datenaufnahme inklusive
Bauteilwechsel für den nächsten Scanvorgang konnte die Zeitvorgabe von maximal 20
Minuten anforderungsgemäß und zur vollsten Zufriedenheit erreicht werden.
Datenauswertung mittels Polyworks
KONTAKTE / LINKS
Breuckmann GmbH, 88709 Meersburg (www.breuckmann.com)
Audi AG, 85045 Ingolstadt (www.audi.de, www.audi.com)
MQS Group, 85055 Ingolstadt , D-85055 Ingolstadt (www.mqs-group.de)
KUKA Roboter GmbH, D-86368 Gersthofen (www.kuka-robotics.com)
Wir bedanken uns bei allen beteiligten Partnern für die freundliche Zusammenarbeit
und Unterstützung zur Realisierung dieses Projektes.