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BIMAQ setzt auf Streifenlichtprojektion

08.07.2015 16:23

BIMAQ setzt auf Streifenlichtprojektion

SYSTEM COMET 5 1.4M / 50er und 400er Messfeld auf portablem mehrachsigen Stativ sowie Drehtisch zur automatisierten Objektpositionierung BRANCHE Education KUNDE Universität Bremen - Fachbereich Produktionstechnik Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft  

Steinbichler Messsystem unterstützt Erfolge in Forschung und Ausbildung der Studenten

 

AUFGABENSTELLUNG
Ein historischer Bildband aus Jahren Firmengeschichte bis der Bremer Melchers-Group zählt zu den Exponaten des Überseemuseums Bremen. Im Rahmen einer Auftragsarbeit sollte der aufwendig und wertvoll gestaltete Bucheinband vom Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ) mithilfe eines Streifenprojektionssystems hochaufgelöst dreidimensional gemessen werden. Da es sich bei dem Messobjekt um ein entsprechend wertvolles Ausstellungsstück handelt, war unbedingt eine taktile Messung zu vermeiden, um den empfindlichen Bucheinband vor Beschädigungen zu schützen. Darüber hinaus ist das großflächige Messobjekt mit einer Vielzahl von Details versehen, welche alle messtechnisch erfasst werden sollten. Aus diesem Grund kam nur eine optische, berührungslose und zerstörungsfreie Messtechnik mit der Möglichkeit einer flächenhaften Erfassung in Frage.

STENBICHLER - LÖSUNG UND PRODUKT
Das Bremer Institut für Messtechnik, Automatisierung und Qualitätswissenschaft (BIMAQ) ist ein ingenieurwissenschaftliches Forschungsinstitut am Fachbereich Produktionstechnik der Universität Bremen und entstand aus dem Zusammenschluss zweier Forschungseinrichtungen. Dem Wissenstransfer verpflichtet, arbeiten die BIMAQ-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowohl in der Grundlagenforschung als auch in anwendungsnahen Projekten: Von der Entwicklung neuer Produktions- oder Messmethoden bis hin zur Optimierung von Fertigungsprozessen oder der Entwicklung von Prototypen. Das BIMAQ kooperiert mit internationalen Forschungseinrichtungen und Unternehmen und beschäftigt rund Mitarbeiter. Die Teams arbeiten in nationalen Forschungs- und Industrieprojekten, engagieren sich in großen EU-Vorhaben und sind maßgeblich an einem Bremer Sonderforschungsbereich der Deutschen Forschungsgemeinschaft beteiligt. Kernkompetenz des BIMAQ ist die Messtechnik, mit den ergänzenden Bereichen Automatisierung, Qualitätswissenschaft und Energiesysteme.

Der Ledereinband des historischen Bildbandes wie auch Gravuren auf den Beschlägen sollten digitalisiert werden. Dazu wurde das Streifenprojektionssystem COMET .4M im Rahmen eines vom BMU (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit) geförderten Projektes beschafft, welches den Aufbau eines Labors für Großverzahnungen beinhaltet. Neben einem klassischen, taktilen Koordinatenmessgerät für großformatige Zahnräder mit einem Durchmesser von bis zu 3 Metern wurde im Bereich der optischen Messtechnik mit einem innovativen Streifenprojektionssystem der Steinbichler Optotechnik ein geeignetes Messgerät angeschafft. Da es sich bei der Universität Bremen um eine öffentliche Einrichtung handelt, wurde die Anschaffung des Streifenprojektionssystems über eine öffentliche Ausschreibung geregelt.

Neben dem Preis waren insbesondere die geringen Antast- und Kugelabstandsabweichungen, die Matlab-Schnittstelle, das geringe Gewicht und der einstellbare Messmodus (max. Auflösung/ max. Messgeschwindigkeit) die entscheidenden Kriterien. Insbesondere die extreme Flexibilität in Kombination mit der Mobilität des Systems hat die Entscheidung zur Anschaffung des Steinbichler-Systems angetrieben. Durch die Möglichkeiten zur Messfeldanpassung können Messobjekte von wenigen Zentimetern bis hin zu mehreren Metern Größe gemessen werden. Darüber hinaus lassen sich die Messungen auch unter verschiedensten Umgebungsbedingungen realisieren. Die Einführung des Systems verlief reibungslos innerhalb kurzer Zeit. Eine Auswahl an Mitarbeitern hat die Einführungsschulung in Neubeuern besucht und das Gelernte an weitere interessierte Mitarbeiter weitergereicht.

Der metallene Verschluss des Buches wurde zunächst separat gemessen und stellte den erfolgreichen Probelauf dar. Die aus mehreren Millionen Koordinaten und zahlreichen Aufnahmen bestehende Punktewolke wurde mithilfe der Systemsoftware zu einem FlächenDreiecksModell verknüpft. Durch manuelle Aufbereitung der Messdaten wurden Messfehler erkannt und korrigiert. Eine weitere automatische Nachbearbeitung glättete und optimierte das Abbild. Die CAM-Software der Firma Esprit generierte aus dem überarbeiteten Datensatz den CNC-Code für eine Achs-CNC-Fräse der Firma MORI SEIKI, mit welcher der Bucheinband zunächst in einem Modellbau-Kunststoff reproduziert und anschließend ein Modell aus Aluminium erstellt wurde. Die hohe Genauigkeit während der Aufbereitung erlaubt nun den weiteren Einsatz des Duplikates als Ausstellungsstück und präsentiert die Anwendungsmöglichkeit der Messtechnik sowie die Fertigungsmöglichkeiten im BIMAQ und des Fachbereichs an der Universität Bremen.

ERGEBNIS / NUTZEN FÜR DEN KUNDEN
Das Steinbichler Messsystem COMET .4M wird abteilungsübergreifend im ganzen Institut für unterschiedlichste Messaufgaben eingesetzt. Darüber hinaus ist die Streifenprojektion und die Handhabung optischer Messsysteme Bestandteil mehrerer Vorlesungen und Labore. Am BIMAQ existierten vor der Anschaffung des Steinbichler-Systems zwei veraltete Streifenprojektoren, die jedoch den Anforderungen des Instituts nicht mehr genügen konnten. Zum einen waren die Messfelder der Systeme zu klein für aktuell am BIMAQ behandelte Forschungsansätze und zum anderen die Hardware-/Software-Komponenten nicht mehr zeitgemäß. Die optische geometrische Messtechnik ist eine wichtige Ergänzung für die konventionelle taktile Geometrie-Messtechnik und findet folglich Anwendung im Forschungs-, Lehr- und Dienstleistungsspektrum des Instituts.

Die Bedienung der vorherigen Streifenprojektionsgeräte war aufgrund der Komplexität nur einigen wenigen eigens geschulten Mitarbeitern möglich. Mit dem Steinbichler-System hingegen ist aufgrund der einfachen Bedienbarkeit eine Vielzahl an Mitarbeitern vertraut. Dies ermöglicht einen flexibleren Einsatz des Systems, ohne auf Expertenwissen einiger weniger Mitarbeiter angewiesen zu sein. Des Weiteren hat sich die Zusammenarbeit mit den Studenten erheblich vereinfacht. Die Ergebnisse von Messungen sind schneller verfügbar, so dass die Studenten direkt die Vorteile dieser Messtechnik abschätzen können. Mit dem neuen System lässt sich so viel einfacher Begeisterung für die Streifenprojektion wecken, was zu eigenen Ideen für Messaufgaben führt und sich sowohl im Ablauf der Vorlesungen und Labore, als auch in den schriftlichen Ergebnissen der Studenten wiederspiegelt.

VORTEILE / STATEMENT

  •     Optische geometrische Messtechnik als wichtige Ergänzung für die konventionelle taktile Geometrie-Messtechnik
  •     Benutzerfreundlichkeit sowie Flexibilität und Mobilität des Systems
  •     Hohe Genauigkeit bei Antast- und Kugelabstandsabweichungen
  •     Einstellbarer Messmodus (maximale Auflösung/maximale Scangeschwin-digkeit)

„Insbesondere die flexible Anpassungsfähigkeit an die vielfältigen Messsituationen und die einfache Bedienbarkeit der Messsystemsoftware haben uns den Einsatz sehr erleichtert und überzeugende Messergebnisse geliefert.“ Dipl.-Ing. Michael Sorg, Abteilungsleiter Energiesysteme und Werkstoffprüfung, BIMAQ - Universität Bremen

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