Quality Engineering 04.2002

» TECHNIK Bild: Werth

» TECHNIK Bild: Werth Werkstückgruppe mit farbcodierter Statusanzeige für die einzelnen Werkstücke: Der Zugriff auf die Messergebnisse des jeweiligen Werkstücks erfolgt per Mausklick. tisch ausgewertet werden. Mithilfe von Winwerth Scout lassen sich Messergebnisse verwalten. Toleranzüberschreitungen werden farbcodiert dargestellt. Alle Messergebnisse für das jeweilige Messobjekt können eingesehen werden. Durch die Integration der CAD-Programmierung in die Messsoftware kann die Auswertung der CT-Messung sowohl am Messgerät (CAD-Online) als auch während der Inline-Messung der nächsten Werkstücke an einem Offline-Arbeitsplatz erfolgen. Mithilfe des CAD-Modells ist die Programmerstellung bereits vor der Herstellung des ersten Werkstücks möglich, sodass der Produktentwicklungsprozess beschleunigt werden kann. Simulation des Messprozesses mit CAD-Daten Bisher ließ sich die Programmerstellung nur am CAD- Modell beziehungsweise der daraus abgeleiteten Punktewolke eines idealen Werkstücks einlernen, für die Programmierung volumenbasierter Auswertungen war eine vorherige Testmessung notwendig. Mit Winwerth Tomosim kann der Messprozess zur Ermittlung des virtuellen Werkstückvolumens im Voxelformat jetzt erstmals in einer Koordinatenmesssoftware anhand des CAD-Modells offline simuliert werden. Dies beinhaltet die Simulation der Aufnahme des Bilderstapels und die Rekonstruktion eines realistischen Werkstückvolumens. Dabei werden die Einflüsse des Messprozesses berücksichtigt und beispielsweise das eingesetzte Röntgenspektrum oder die genutzte Vergrößerung mit dem Kegelwinkel der Strahlung und somit auch typische Artefakte realitätsnah mit simuliert. Die Simulation ist auch für Mehr-Objekt-Messungen möglich. Hierzu kann das CAD-Modell der Aufspannvorrichtung virtuell mit den CAD-Modellen vieler gleicher oder unterschiedlicher Messobjekte bestückt werden, die zum Beispiel den verschiedenen Kavitäten eines Spritzgusswerkzeugs oder dem Batch eines 3D-Druckvorgangs entsprechen. Die Werkstückgeometrie ist durch die daraus berechneten Punktewolken vorgegeben, Material und Messparameter werden wie gewohnt eingegeben. Auch die Simulation der Raster-Tomografie ist möglich Der Einfluss der Gerätegeometrie, der anderen Werkstücke und der Aufspannvorrichtung wird bei der Simulation berücksichtigt. Auch die Simulation spezieller Messmethoden wie der Raster-Tomografie zur Vergrößerung des Messbereichs oder der patentierten Multi-ROI-CT für die hochauflösende Messung interessierende Bereiche (ROI – Region of Interest) ist möglich. Systematische Abweichungen, zum Beispiel aufgrund der Strahlaufhärtung durch stärkere Absorption der niederfrequenten Anteile aufgrund eines relativ großen Kegelwinkels oder zu weniger Drehschritte, können erkannt und eine entsprechende Artefaktkorrektur gewählt werden. Für die Bestimmung der geometrischen Eigenschaften ist auch die im simulierten Volumen erreichte Strukturauflösung wichtig. Soll beispielsweise die Ebenheit einer Fläche von 1 mm × 1 mm gemessen werden, wählt man eine Voxelgröße von 100 µm für das simulierte Volumen, damit die Fläche mit 10 × 10 Messpunkten ausreichend genau dargestellt wird. Sind diese kleinen Geometrien an Mehr-Material-Werkstücken oder Werkstücken mit hoher Dichte zu messen, können schon anhand des simulierten Volumens passende Parameter für die hochgenaue Berechnung der Messpunktewolke festgelegt werden, beispielsweise für den Randabstand oder den Suchbereich ober- und unterhalb des CAD-Patches. Volumenbasierte Auswertungen wie Graterkennung, Texterkennung, Lunker- und Porositätsanalyse oder die Messung geometrischer Eigenschaften in Schnittebenen mit Bildverarbeitungsfiltern lassen sich durch die Simulationsfunktion ebenfalls offline ohne vorherige Testmessungen einlernen. Mithilfe der Simulation können die Messparameter ohne zeitaufwändige Messungen getestet und optimiert werden. So erhält man ein vollständiges Messprogramm mit den richtigen Parametern aus der realitätsnahen Simulation. Am Gerät braucht nur noch das Werkstück auf dem Drehtisch positioniert und das Programm gestartet werden. Dieses funktioniert von Anfang an prozesssicher, zusätzliche Korrekturschleifen zur Optimierung der Auswerteverfahren entfallen weitgehend. Da sowohl die vollständige Programmierung als auch die Simulation offline stattfinden, spart man wertvolle Gerätezeit. 46 Quality Engineering » 04 | 2022

Optische Kohärenztomographie für die zerstörungsfreie Prüfung Hohe Auflösung plus hohe Tiefeninformation Die optische Kohärenztomographie (OCT) kommt immer mehr in der Industrie zum Einsatz. Das berührungslose Messverfahren ermöglicht beispielsweise die Dickenmessung dünner Schichten, die präzise Oberflächencharakterisierung strukturierter Werkzeuge oder auch die Formprüfung von Mikrooptiken. Bei der Mikro-Linsenprüfung kann mittels OCT durch die Betrachtung beider funktionaler Flächen von Kunststoff- oder Glaslinsen eine Form- und Zentrierprüfung durchgeführt werden. Bild: Fraunhofer IPT Die OCT ist ein in der Augenheilkunde weit verbreitetes Diagnoseverfahren und kommt auch in weiteren biomedizinischen Fragestellungen zum Einsatz. Als nicht-invasive hochauflösende Messmethode liefert die OCT detailreiche Schnittbilder von lebendem Gewebe. Aufgrund ihrer Charakteristika eignet sie sich für industriellen Anwendungen. Die Funktionsweise der OCT gleicht der Funktionsweise der Ultraschallbildgebung, jedoch werden Lichtwellen anstelle von Schallwellen zur Bildgebung verwendet. Außerdem werden weder Kontakt- noch Koppelmedien benötigt und die OCT erreicht eine bis zu zehnmal höhere Auflösung als die Ultraschallbildgebung. Somit schließt die OCT die Lücke zwischen Messverfahren mit hoher Eindringtiefe bei geringer Auflösung – Ultraschall, MRT, CT – und hochauflö- senden Verfahren mit geringer Tiefeninformation wie mikroskopische Verfahren. Der OCT liegt vom Aufbau ein Michelson-Interferometer zu Grunde. Sie erzeugt tomographische Schnittbilder transparenter und semitransparenter Proben auf Grundlage der kurzkohärenten Interferometrie. Gemessen werden die Laufzeitunterschiede der Lichtreflexe, welche an den Grenzschichten des Messobjekts zurückgestreut und spektroskopische analysiert werden. Das verwendete breitbandige Nahinfrarot-Licht dringt dabei in das zu untersuchende Material ein und macht innere Strukturen bis zu einer Messtiefe von circa 2 mm sichtbar. Die Messtiefe ist hierbei stark abhängig von den optischen Eigenschaften der Probe, vor allem von ihrem Streu- und Absorptionsverhalten. Quality Engineering » 04 | 2022 47