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3D-Messverfahren Hochpräzise Vermessung sich bewegender Bauteile möglich

Quelle: Pressemitteilung Fraunhofer IPM 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Physikalische Meßtechnik IPM
Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG
FAULHABER Antriebssysteme
microsonic GmbH

Im Forschungsprojekt „HoloMotion“ hat das Fraunhofer IPM gezeigt, dass digital-holographische Messungen auch an sich bewegenden Prüflingen im industriellen Umfeld möglich sind. Das weiterentwickelte optische Verfahren wurde bei der Verzahnungsmessung erfolgreich getestet.

Als Musterapplikation für das neue Verfahren wurde die Verzahnungsmessung ausgewählt, die aufgrund hoher Neigungswinkel und geringer Bauteiltoleranzen für interferometrische Messungen extrem herausfordernd ist.(Bild: Fraunhofer IPM)
Als Musterapplikation für das neue Verfahren wurde die Verzahnungsmessung ausgewählt, die aufgrund hoher Neigungswinkel und geringer Bauteiltoleranzen für interferometrische Messungen extrem herausfordernd ist.
(Bild: Fraunhofer IPM)

Das Fraunhofer IPM ist seit Jahren Technologieführer bei Anwendungen der digitalen Mehrwellenlängen-Holographie. Der am Institut entwickelte industrietaugliche HoloTop-Sensor zur 100-Prozent-Inlineprüfung von Präzisionsbauteilen erlaubt beispielsweise die Messung von bis zu 100 Mio. 3D-Punkten pro Sekunde. Im Projekt „HoloMotion“ ist es nun gelungen, diese Technologie für die Messung bewegter Objekte zu erweitern.

Axiale Relativbewegungen kompensiert

Die Wissenschaftler konnten erstmals zeigen, dass digital-holographische Messungen selbst bei Geschwindigkeiten von deutlich über 10 mm/s möglich sind. Nach eigenen Angaben ist dabei die Richtung der Bewegung entscheidend: Bewegungen senkrecht zur optischen Achse sind unkritisch und erlauben weiterhin präzise interferometrische Messungen. Kritisch hingegen seien axiale Bewegungen, d. h. Bewegungen in die Richtung, in die das Verfahren am genauesten misst. Solche Messungen sind laut Fraunhofer IPM sehr empfindlich und schon kleinste Bewegungen ab einer halben Wellenlänge machen sie unmöglich. Um diese Störungen zu kompensieren, hat das Team zunächst die fundamentalen Zusammenhänge und Grenzen untersucht und darauf aufbauend erfolgreiche Lösungsstrategien entwickelt. Das Ergebnis ist ein patentierter Kompensationsansatz, mit dem sich selbst axiale Relativbewegungen von deutlich mehr als einer Wellenlänge pro Belichtungszeit kompensieren lassen. Bislang als unmöglich angesehene Messungen werden dadurch möglich.

Flächige Verzahnungsmessung im Sekundentakt

Wie das Fraunhofer IPM mitteilt, wurde zusammen mit den Industrieunternehmen Frenco GmbH und ZF Friedrichshafen AG ein Demonstratorsystem zur optischen Verzahnungsmessung für den produktionsnahen Einsatz entwickelt und erprobt. Damit konnte gezeigt werden, dass die digital-holographische Vermessung von Verzahnungen im industriellen Umfeld möglich ist. Die digitale Holographie hat als rein optisches Verfahren gegenüber der bisher etablierten taktilen Verzahnungsmessung einen großen Vorteil: Flächige Flankenmessungen sind im Sekundentakt möglich.

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