3D-Mulitsensor-Scanner präzise positioniert

Das 3D-Multisensor-System ZScan von senswork scannt hochauflösend, lückenlos und dreidimensional große Bauteile und vergleicht das Ergebnis mit dem CAD-Modell, um die Fertigungsgüte zu ermitteln – in bisher nicht erreichter Prozesszeit. Die Präzisionsachse dazu lieferte die Jenaer Antriebstechnik (JAT).

senswork, Experte für industrielle Bildverarbeitung, bietet mit ZScan einen ultraschnellen 3D-Multisensor-Scanner, der große Bauteile mit einem Volumen von 1,5 mal 0,7 mal 0,5 Metern in wenigen Sekunden inline vermisst. Dank mehrerer Triangulationssensoren mit freier räumlicher Anordnung ermöglicht das System eine nahezu abschattungsfreie Erfassung der Prüfobjekte.

Die neue Technologie besteht aus einer hochpräzisen Linearachse und einem Multisensor-Kopf mit bis zu acht Profilscannern. Durch die spezielle Neigung der Sensoren sowie das Flippen von Sensoren zueinander können auch optisch schwer zugängliche Bereiche wie Hinterschneidungen oder Schattenbereiche erfasst werden.

Starker Partner

Auf der Suche nach einem geeigneten Partner für die Antriebstechnik stieß Rainer Obergrußberger, Geschäftsführer von senswork, durch Internetrecherche auf die Jenaer Antriebstechnik (JAT). Das Unternehmen mit Sitz in Jena entwickelt hochpräzise Antriebssysteme für Laser, Linsen und Sensoren, die im Sub-Mikrometerbereich hochdynamisch bewegt werden. Seit Juli 2020 arbeiten senswork und JAT zusammen.

„Die große Herausforderung waren die hohen Präzisionsanforderungen an die Laufpräzision der Achse“, erklärt Marco Schwarz, Vertriebs-Ingenieur von JAT. Um diese anspruchsvolle Aufgabe zu meistern, konzipierte JAT eine Linearachse, die über Kopf hängend geführt wird.

Die auf einem Granitstein aufgebaute Achse wird mit einem eisenlosen Linearmotor mit zwei Meter Hub betrieben. In Verbindung mit einem hochauflösenden Functional-Safety-Messsystem bietet sie optimalen und sicheren Gleichlauf. Dieser Aufbau ermöglicht eine Ablaufgenauigkeit von ± 5 µm über den gesamten Hub hinweg, sowie einen Verkippungsfehler von wenige µRad. „Wir haben zahlreiche Anbieter angefragt, und bei der Firma JAT hatten wir das beste Gefühl, dass man dort unsere hohen Anforderungen erfüllen kann“, so Rainer Obergrußberger.

Die Verarbeitung der 3D-Daten erfolgt in VisionCommander. Die leistungsstarke Software von senswork bietet flexible 3D-Funktionen, zum Beispiel der Vergleich mit CAD, verschiedene Ausrichtungsmethoden (RPS, BestFit, 3-2-1), Volumenbestimmung, Lageerkennung oder die Detektion von Verformungen oder Defekten.

Neue Art der 3D-Inline-Vermessung

Mit ZScan werden aufwendige, taktile Messungen deutlich einfacher. Die neue Art der 3D-Inline-Vermessung ermöglicht eine Vielzahl neuer Anwendungen, die bisher nur im Messraum möglich sind.

In der Produktion von Busbars ermittelt ZScan die Formabweichung automatisch gefertigter Stromschienen. Der Vorteil: Durch eine schnelle, produktionsbegleitende Vermessung und dem direkten Vergleich gegen das CAD-Modell können Korrekturparameter für Vorschub und Biegewinkel je Segment vollautomatisch ermittelt werden.

In der Herstellung von Aluminium-Druckgussteilen für die Automobilindustrie erfasst ZScan RPS-ausgerichtete Messpunkte am Bauteil, um es anhand dieser Messdaten nachzurichten. Kostspielige Gage-Check-Lehren sind künftig nicht mehr notwendig. Außerdem müssen die Bauteile für die Messung nicht mehr – wie bisher üblich – besprüht werden. Seit Anfang August ist ZScan bei einem der weltweit größten Hersteller von Aluminium-Druckgussteilen im Einsatz – für den Kunden auch dank der hochpräzisen Antriebstechnik ein großer Gewinn.