Session: 7 Optische Messtechnik zur Auswertung von 3D-Strukturen

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1 Session: 7 Optische Messtechnik zur Auswertung von 3D-Strukturen 11. Oktober 2017 Lemgo

2 Agenda Abschlusspräsentation Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

3 Einführung BST eltromat International GmbH Standort: Bielefeld Umsatz: ca. 100 Mio. Mitarbeiter: 600 weltweit (350 in Deutschland) Produkte: Qualität sichernde Systeme für die bahnverarbeitenden Industrien Branchen: Druck & Verpackungen, Gummi & Reifen, Batterie, Papier- & Folienherstellung it s OWL Clustermanagement GmbH

4 Einführung Standort Lemgo - Expertise für Intelligente Automation init Institut für industrielle Informationstechnik Gegründet Professoren, mehr als 70 Beschäftigte Angewandte Grundlagenforschung und exzellente Aus- und Weiterbildung Über 3,0 Mio. Euro Drittmittel pro Jahr Eine der führenden Forschungseinrichtungen im BMBF- Spitzencluster it's OWL Kompetenzbereiche: Industrielle Kommunikation, Industrielle Bildverarbeitung/Mustererkennung, Intelligente Analyseverfahren in der Automation CIIT CENTRUM INDUSTRIAL IT Weltweit erstes Forschungs- und Entwicklungszentrum im Bereich der industriellen Automation Forschungsinstitute und Technologieunternehmen unter einem Dach Gemeinsamer Forschungskern: Verknüpfung von Informations- und Automatisierungswelt in technischen Systemen it s OWL Clustermanagement GmbH

5 Einführung Motivation / Ausgangssituation für das Transferprojekt Ausgangssituation: Transfernehmer bietet Inlinekontrollsysteme zur Qualität Sicherung an Motivation: Zur Gewährleistung der Qualität und Funktionalität sieht der Transfernehmer die Notwendigkeit neue Verfahren zur Kontrolle von 3D-Strukturen zu entwickeln Lack / Heißfolie Braille Elemente Siegel Gummi it s OWL Clustermanagement GmbH

6 Agenda Abschlusspräsentation Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

7 Zielsetzung itsowl-tt-omades Optische Messtechnik zur Auswertung von 3D-Strukturen Zielsetzung Ziel der Transferprojektaktivitäten ist es, zukunftsweisende Technologien der optischen 3D-Messtechnik zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit für den Transfernehmer BST eltromat zu identifizieren und bezüglich technischer sowie wirtschaftlicher Aspekte auszuwerten zukünftige optische 3D-Inspektion it s OWL Clustermanagement GmbH

8 Vorgehensweise Implementierungskonzept Technologiebewertung Stand der Technik Anforderungsanalyse it s OWL Clustermanagement GmbH

9 Agenda Abschlusspräsentation Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

10 Ergebnisse Anforderungsanalyse Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen an ein Inspektionssystem Anwendungen Oberflächengeschwindigkeit Abtastbreite x y z Oberfläche Merkmalausprägung Bemerkung Gummi 100 m/min 700 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,1 mm Schwarz glänzend opak Haptik 400 m/min 1600 mm 0,3 mm 0,3 mm 0,004 mm bunt ggf. transparent Prägung / Falzen Holzverarbeitende Industrie Folien- Topografie Übergangsweise ist auch eine geringere Oberflächengeschwindigkeit akzeptabel. Braille-Schrift & andere Haptik-Elemente werden potentiell im Digitaldruck mit mehreren Schichten aus UV-Klarlack bzw. mittels Prägefolie appliziert 600 m/min 1600 mm 0,01 mm 0,01 mm 0,01 mm bunt opak Aktuell wertet man beim Falzen nur x und z aus, damit ist das Vermessen von schrägen Prägungen nicht möglich 80 m/min 1400 mm 0,3 mm 0,3 mm 0,01 mm bunt opak Blasen, Dellen und Kratzer sollen unabhängig vom Muster zuverlässig erkannt werden 30 m/min 2200 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,001 mm bunt / monochrom ggf. transparent Kleinste Fehler in der Trägerfolie führen zum Funktionsausfall von sequentiell aufgetragenen Barriere-Folien it s OWL Clustermanagement GmbH

11 Ergebnisse Stand der Technik Rechercheergebnisse: Triangulationsverfahren Stereovision Digitale Streifen- / Musterprojektion CCT-Sensor Laser Interferometrie Shape from Motion / Photogrammetrie Shape from Defocus / Lichtfeldtechnik Time-of-flight Shape from Shading / Photometrisches Stereo Lichtfeldtechnik Technologiebewertung Anhand der Anforderungsanalyse erscheinen Lichtfeldtechnik und Photometrisches Stereo als geeignet Photometrisches Stereo it s OWL Clustermanagement GmbH

12 Ergebnisse Implementierungskonzept Durch die Kombination von beiden Technologien erscheint es möglich die notwendigen Auflösungen und Geschwindigkeiten für einige Anwendungen zu erreichen (z: 0,048 mm; Vmax: 100 m/min) Nur Lichtfeld: Lichtfeld & Photometrisches Stereo: Austrian Institute of Technology, 2016 it s OWL Clustermanagement GmbH

13 Agenda Abschlusspräsentation Einführung Zielsetzung Ergebnisse Resümee und Ausblick it s OWL Clustermanagement GmbH

14 Resümee und Ausblick Resümee Kombination von Lichtfeldtechnik und photometrischem Stereo ist nach rein theoretischer Betrachtung geeignet um die Anforderungen für ein zukünftiges Inspektionssystem zu erfüllen Umsetzung ist wegen der großen Abtastbreiten derzeit wirtschaftlich nicht sinnvoll Kenntnisse im Bereich der 3D-Oberflächeninspektion wurden erweitert Ausblick Umsetzung als Laborinstallation denkbar Ergebnisse werden als Grundlage für weiterführende Forschungskooperationen verwendet it s OWL Clustermanagement GmbH

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!