3-2017

Bildverarbeitung
EU-Forschungsprojekt BOREALIS
Framos liefert Vision-System für flexible 3D-Fertigung: Als Partner von Horizon 2020, dem Rahmenprogramm
für Forschung & Innovation der Europäischen Union, entwickelt Framos ein bahnbrechendes Vision-System für
das Projekt BOREALIS.
FRAMOS GmbH
www.framos.com
BOREALIS begann als Zusammenschluss
europäischer Partnereinrichtungen,
unter anderem des
Fraunhofer-Instituts, einiger renommierter
Universitäten und anderer
Industriepartner, mit dem Ziel eines
innovativen Konzepts für flexible
Anlagen in neuen additiven und subtraktiven
Fertigungsprozessen mit
Fokus auf komplexen 3D-Metallkomponenten
der nächsten Generation.
Insgesamt wird erwartet, mit diesem
Konzept eine Dekade bedeutsamer
F&E-Fortschritte in der Mechatronik
und Laserbearbeitung auszuschöpfen,
und mit 40% weniger Energie,
75% weniger Material, ohne die Notwendigkeit
der Endbearbeitung und
ohne fehlerhafte Teile wird BORE-
ALIS in der Fertigungstechnologie
einen Meilenstein setzen.
Das Ergebnis ist eine neue Anlage
von beispielloser Produktionsleistung
und Effizienz mit hochgradiger
Net-Shape-Präzision, innovativer
Regelungstechnik und zertifizierbarer
Qualität für großformatige
und komplexe Produkte. Konzipiert
wird die Lösung BOREA-
LIS speziell für Industriesektoren,
die aufgrund der Komplexität und
der geringen Menge der gefertigten
Komponenten sowie der unerschwinglichen
Rohmaterialpreise mit
einem extrem hohen Fertigungsaufwand
konfrontiert sind. Als solches
richtet sich das Projekt BOREALIS
an die Medizintechnik, die Raumfahrt
und die Automobilindustrie als
maßgebliche Zielsektoren für seinen
technologischen Durchbruch.
Der Beitrag von Framos
Framos seinerseits beteiligt sich
an BOREALIS durch die Entwicklung
des Sensorsystems, das mit
einer neuen Kamerazeile, Firmwaregeräten
und Musterprojektoren
sowie einem Stereo-Kamerasystem
mit FPGA-Prozessor und anderen
zusätzlichen Features ausgestattet
ist. In erster Linie beruht es auf
einem komplexen Vision-System,
das nicht nur die Laserstrahl- und
Pulverstromqualität überwacht und
die erhebliche Dimensionsverschiebung
kompensiert, sondern darüber
hinaus die Fähigkeit hat, sich auf
den Z-Achsen des Portals zu bewegen,
um die Auftragsflächen und die
wachsenden Muster der Komponenten
zu berücksichtigen. Das mobile
System besteht aus einer Wärmekamera
und einem 3D-Kamerasystem
für die Generierung thermisch
angereicherter 3D-Szenarien,
durch welche die Qualitätsparameter
für den Laserstrahl und den
Pulverauftrag entscheidend beeinflusst
werden. Anschließend wird
Flexibles IP66
Stereovision-System
Der neue Stereo-Vision-Bausatz
besteht aus einer zusätzlichen
Elektronikbox, die das Stereobild
von zwei USB-Kameras mit
FPGA-Unterstützung berechnet.
Der Ausgang liefert ein Stereobild
oder eine Punktwolke, die
über Ethernet an einen PC übertragen
wird. Das System arbeitet
mit Umgebungslicht, es können
aber auch zusätzliche Lichtquellen
oder Musterprojektoren
hinzugefügt werden. Der Vorteil
gegenüber herkömmlichen
das Gesamtbild mit Hilfe der beiden
Fixpunkte mit dem mobilen System
trianguliert, um eine ausführlichere
geometrische Rekonstruktion des zu
bearbeitenden Teils zu synthetisieren.
Ein FPGA verleiht dem System
die notwendigen Eigenschaften, um
den Großteil der erfassten Bilddaten
direkt in der Kamera selbst zu verarbeiten
und durch die Verbindung
mit anderen Systemsensoren eine
effiziente Übertragung von Verarbeitungsdaten
zu gewährleisten.
Zeitplan
Gemäß der Zeitplanung wird
BOREALIS voraussichtlich Ende
2017 abgeschlossen sein, mit dem
ersten Prototypen einer additiven
Fertigungsanlage im Pilotmaßstab
als vollständig integrierte Lösung
für eine optimierte 3D-Fertigung.
Die Konzeption und Modellierung
für die Auftrags-Abtragsprozesse
sowie die mechatronische Konstruktion
der Anlage sind bereits
fertiggestellt. Auch die Infrastrukturen
für Optik und Laser wurden
ausgewählt, und die Einrichtung
des Vision-Systems ist abgeschlossen.
Zudem wurde die grundlegende
Architektur für die CAx-
Kette definiert, und es gibt bereits
einen ersten Entwurf des letztendlichen
Nutzungsplans für die Vermarktung
der Anlage BOREALIS
nach Abschluss des Projekts. ◄
Stereosensoren besteht darin,
dass Anwender Stereobreite,
Kameraauflösung, Objektiv und
Arbeitsabstand können konfigurieren
können.
• autoVimation GmbH
www.autovimation.com
160 PC & Industrie 3/2017