Quality Engineering 04.2002

Computertomografie-Messpunktewolken für die verschiedenen Kunststoff- und Metallkomponenten eines Steckverbinders, Volumenschnitt mit den unterschiedlichen Grauwerten der Materialien sowie gemessene geometrische Eigenschaften. Bild: Werth Messsoftware für Computertomografen mit erweiterten Möglichkeiten Zeit sparen mit Offline-Simulation Koordinatenmessgeräte mit Computertomografie (CT) erfassen in einem Messvorgang das gesamte Werkstück. Mithilfe des CAD-Modells und einer Simulation des 3D-Volumens kann die Programmerstellung bereits vor der Fertigung des ersten Werkstücks mit allen Details erfolgen. Martin Heath Leiter Anwendungstechnik CT Werth Messtechnik www.werth.de Koordinatenmessgeräte mit CT erlangen einen immer höheren Stellenwert in der Qualitätssicherung von Industrieprodukten. Der Hauptvorteil gegenüber anderen Sensoren besteht in der Erfassung des gesamten Werkstücks mit hoher Punktedichte in einem einzigen Messvorgang. Da die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Messdaten auf Grund der zunehmenden Rechenleistungen von Hard- und Software ständig steigt, Bild: Werth sind CT-Geräte mittlerweile auch bei schnellen Inline-Messungen im Einsatz. Eine der Voraussetzungen hierfür ist die Echtzeitrekonstruktion des virtuellen Werkstückvolumens parallel zur Aufnahme der Röntgen-Intensitätsbilder. Die hohen Taktraten für die Integration in die Fertigungslinie erreicht zum Beispiel die Tomoscope FQ Gerätefamilie von Werth durch eine spezielle Röntgenröhrentechnik, Roboterbeladung, eine schnelle Auswertesoftware und Onthefly CT. Letztere ermöglicht eine kontinuierliche Drehung des Werkstücks, sodass die Totzeiten durch die Start-Stopp-Zyklen zur Aufnahme der Durchstrahlungsbilder entfallen. Seit der Entwicklung des ersten CT-Geräts durch Werth speziell für die Koordinatenmesstechnik im Jahr 2005 ist ein schneller Fortschritt der CT-Technik festzustellen. Zunächst konzentrierte man sich auf die Erweiterung des Einsatzbereichs für schwierig zu durchstrahlende Materialien. Ein wesentlicher Meilenstein dieser Entwicklung waren im Jahr 2017 die Tomoscope XS Geräte. Dank der Entwicklung einer speziellen kompakten Röhrentechnik mit hoher Auflösung und sehr geringem Wartungsaufwand sind die Geräte dieser Baureihe bei hoher Genauigkeit und Leistung sehr platzsparend und können zum Preis von taktilen beziehungsweise Multisensor-Koordinatenmessgeräten angeboten werden. 44 Quality Engineering » 04 | 2022

TECHNIK « Die Innovationen im Hardware-Bereich werden von neuen Software-Verfahren für die automatische Messung und Analyse immer komplexerer Werkstückeigenschaften ergänzt. Bereits in den 80er-Jahren war Werth ein Wegbereiter für die Nutzung von CAD-Daten zur maschinenfernen Programmierung und Simulation von Messabläufen von 2D-Messgeräten, wie zum Beispiel Profilprojektoren und Koordinatenmessgeräten mit Bildverarbeitung. In den 1990er-Jahren folgte die Integration dieser Funktionen in die Werth Messsoftware WinWerth und die Erweiterung auf 3D-Messungen mit Multisensorik. Die Verfahren konnten leicht auf die Auswertung der CT-Messpunktewolken übertragen werden. Programmierung und Auswertung mit CAD-Daten Nach dem Einpassen der 3D-Messpunktewolke auf das CAD-Modell in der Messsoftware Winwerth werden beim Anklicken eines CAD-Patches automatisch die zugehörigen Messpunkte ermittelt und das gewählte Geometrieelement berechnet. Die geometrischen Eigenschaften des Werkstücks wie Distanzen oder Winkel können dann durch Verknüpfung verschiedener Geometrieelemente bestimmt werden. Alternativ zu der dimensionellen Auswertung ermöglichen lokale und globale 3D-Soll-Ist-Vergleiche mit farbcodierter Abweichungsdarstellung die Erkennung von Problemstellen auf einen Blick. Bei Closed-Loop-Anwendungen wie der Werkzeugkorrektur mit Winwerth Formcorrect werden die Die Offline-Simulation des CT-Messprozesses mit Winwerth Tomosim: simulierte Intensitätsbilder in zwei Rasterpositionen (links), simuliertes Volumen mit und ohne Artefakte (Mitte) und Punktewolke aus korrigiertem Volumen mit maßlicher Auswertung (rechts). Messdaten des ersten Werkstücks zur automatischen Korrektur des Fertigungsprozesses verwendet, beispielsweise der Spritzgussform oder des CAD-Modells für den 3D-Druck. CAD-Modell, rekonstruiertes Werkstückvolumen, Volumenschnitte, Messpunktewolke, die Abweichungen aus den Soll-Ist-Vergleichen sowie Mess- und Rechenelemente inklusive Sollwert und Abweichung lassen sich entsprechend darstellen. Es besteht die Möglichkeit, Punktewolke und Volumen Ebene für Ebene virtuell abzutragen und zu analysieren, beispielsweise auf Lunker oder Risse. Alle Funktionen können offline oder online am Messgerät programmiert werden. Dies gilt auch für zeitsparende Mehr-Objekt-Messungen, bei denen unterschiedliche Werkstücke gleichzeitig tomografiert und die Punktewolken anschließend automa- Bild: Werth Bild: Werth Die Vernetzung von Scopecheck S und Tomoscope FQ für Inline-Messungen mit Multisensorik und Computertomografie erlaubt Messungen im 30-Sekunden-Takt. Quality Engineering » 04 | 2022 45