Untrüglicher Doppelblick

Stereosystem erleichtert hochpräzise Messungen bei Inspektionsaufgaben

Zur dreidimensionalen Vermessung an Komponenten bietet sich ein berührungsloses Verfahren anhand von Stereo-Bildern an. Eigens zu diesem Zweck entwickelte die frühere SOLVing3D das PrOMT.stereo-Kamerasystem. Die robust aufgebaute und kompakte Apparatur kann zum einen als mobiles Messgerät für die Bauteilinspektion dienen, zum anderenaber auch in bereits bestehende Anlagen integriert werden, etwa zur 100%-Kontrolle.

Das Stereomesssystem erlaubt es, durch einfaches Markieren in den Bildern berührungslos Koordinaten und Durchmesser von Bohrungen sowie Koordinatenan Kanten und von Schnittpunkten zu ermitteln. Aus den 3D-Koordinaten ergeben sich mit wenigen Mausklicks Abstände und Winkel zwischen den Punkten. Das System besteht aus einem robusten Aluminiumgehäuse mit wechselbaren Kamerahalterungen für eine breite Palette von verschiedenen in der Industrie üblichen Kameras (Allied Vision Guppy, Marlin, Oscar; Baumer TXD; IDS uEye; ProsilicaGC; Sony XCD V50, XLC X700, XLC 5000, XC HR57/58). Alle Kameras ermöglichen es, von der integrierten Bildverarbeitungssoftware, basierend auf Halcon, angesteuert zu werden. Das problemlose Wechseln der Kamerahalterungen ist Teil des Systems. Optional bietet das System Halterungen für Laserprojektoren zur Projektion von Linien und Kreuzen in unterschiedlichen Ausführungen an. Durch Wechseln von Objektiven kann das Messvolumen variiert werden von (BxTxH) 70x50x20 mm3 bis zu 390x290x200 mm3. Die Messgenauigkeit liegt dabei zwischen 2 μm und 20 μm. Diese hohe Relativgenauigkeit von 1:10.000 wird durch eine hochexakte Systemkalibrierung erreicht. Diese Kalibrierung ist durch neu entwickelte 3D-Kalibrierkörper und ein spezielles mathematisches Modell nicht nur hochgenau, sondern auch einfach zu bedienen. Eine Assistenz führt selbst einen unerfahrenen Anwendenden sicher durch den Kalibrierprozess.

Standardsoftware dient als Basis der Bildverarbeitung

Die gesamte Bildverarbeitung basiert auf den Operatoren der Bildverarbeitungsbibliothek HALCON von MVTec. Eine Besonderheit der Auswertesoftware ist der robuste Punktoperator, mit dem nicht nur Messmarken, sondern sogar Bohrungen im Auflicht sehr präzise bestimmt werden können. Die Firma automation & assembly technologies in Bremen setzt auf das System für derartige Bohrloch-Vermessungen an komplexen geschweißten Baugruppen. Durch Einbeziehung der Stereogeometrie beider Auswertung und intelligente Bildverarbeitungsroutinen können die Bohrungen durch Definition eines einzigen Punktes gemessen werden. Der Punkt muss im Lern-Modus lediglich grob markiert werden, die genaue Messung der 3D-Position und des Durchmessers erfolgen automatisch. Im vollautomatischen In-line-Betriebwerden die Messungen programmgesteuert durchgeführt. Der Soll-Ist-Vergleich erfolgt positions- und rotationsinvariant durch eine räumliche Transformation. Daher kann auf eine aufwändige präzise Positionierung bzw. Führung der Messobjekte verzichtet werden. Die Kameras werden mit Präzisionsobjektiven von Schneider-Kreuznach und verschiedenen Sensoren mit bis zu 6 Megapixeln ausgestattet. Optional sind Ringleuchten in Weiß, Rot oder Infrarot sowie strukturierte Laserbeleuchtungen erhältlich. Eine High-End-Version des PrOMT. stereo-Kamerasystems für Aufnahmefrequenzen von bis zu 100 Hz ist ebenfalls erhältlich. Das Kamerasystem wird in der Industrie neben dem bereits genannten Beispiel der Bohrlochvermessung für Deformationsmessungen bei der Entwicklung von Luftfederungen von Continental Automotive Systems (Hannover) verwendet, außerdem wird im Rahmen von Crash-Versuchen bei der VolkswagenAG (Wolfsburg) die Software des Systems zur Kalibrierung von Hochgeschwindigkeitskameras eingesetzt, die mit einem Spiegelvorsatz zur Stereokamera aufgerüstet werden.

Autor: Dr. Lutz Kreutzer Veröffentlicht in A&D (Mai 2007) Alle Produktnamen sind Warenzeichen. Bilder der Produkte/Marken unterliegen dem Copyright der jeweiligen Inhaber. Alle Rechte vorbehalten.