Mobile Messmaschine: TRITOP

Transkript

1 Photogrammetriesystem für schnelle und genaue Geometrie und Deformationsmessungen

2 Beschreibung des Messsystems: Das TRITOP System ist ähnlich einer Messmaschine dazu geeignet, einzelne Messpunkte an beliebig großen Objekten zu vermessen. Im Nachhinein können unterschiedliche Analysen und Auswertungen durchgeführt werden. Das System basiert auf dem Prinzip der Photogrammetrie, d.h. 2D Bilder werden dazu verwendet um 3D Positionen zu errechnen. Das benötigte Equipment besteht aus einer Digitalkamera codierten und uncodierten Referenzmarken Maßstäben sowie einem Notebook. 2 S eite

3 Aufgabenstellung: Für den oberösterreichischen Baumaschinenhersteller Hartl Powercrusher ( sollte ein extern gefertigter Stahlrahmen auf seine Maßhaltigkeit überprüft werden: Einige Eckdaten und Anforderungen: Abmaße: ca. 7,5 x 3 x 2 Meter CAD Modell und Prüfzeichnung wurden uns zur Verfügung gestellt. Überprüfung von Haupt und Funktionsmaßen Auswertung von Abständen und Winkeln Analyse ob übermäßiger Verzug durch die Schweißarbeiten aufgetreten ist Auswertung von Form und Lagetoleranzen, wie Ebenheit oder Parallelität 3 S eite

4 Die Messung: Sobald die Referenzmarken an den zu vermessenden Positionen am Bauteil angebracht sind, werden je nach Komplexität unterschiedlich viele Bilder aufgenommen. Der Messtechniker geht dabei einfach um das Objekt und macht aus möglichst vielen Aufnahmerichtungen die Bilder. Die Aufnahmen erfordern keinerlei Stativ und können problemlos von Hand durchgeführt werden. Bereits während der Aufnahme werden die Bilder mittels W Lan an das Notebook gesandt und dort automatisch verrechnet. Sind die Bilder im Raum orientiert, werden automatisch alle Punkte berechnet. Im 2D Bild kann dann evaluiert werden, ob alle notwendigen Punkte erkannt wurden; ist dies nicht der Fall, so können zusätzliche Bilder aufgenommen und automatisch ins Projekt integriert werden. Für Bohrungen und diverse andere Features am Bauteil werden spezielle Adapter verwendet; z.b. erlauben magnetische Kugeladapter eine einfache Messung eines Punktes auf der Achse einer Bohrung (da sich der gemessene Punkt genau im Zentrum der Kugel befindet und daher die Lage der Kugel nicht relevant ist). Für Standardanwendungen gibt es breites Spektrum an vorgefertigten Adaptern. Sollte eine Anwendung spezielle Adapter erfordern, können diese vom Kunden selbst hergestellt werden. Von der Software werden vollautomatisch sämtliche Schritte vorgenommen die notwendig sind um 3D Punkte zu erhalten (Ausrichtung der Bilder, Errechnung der 3D Koordinaten und Skalierung des Systems anhand der Maßstäbe). 4 S eite

5 Die Analyse: Sind alle Messpunkte erkannt startet die Auswertung mit dem Import der CAD Daten. Die Software verfügt über folgende Standardschnittstellen: Catia V4 (*.dlv, *.model, *.exp) Catia V5 (*.CATPart, *.CATProduct) IGES STEP VDA Unigraphics Pro/E Parasolid STL Als nächstes werden die beiden Modelle lt. Prüfzeichnung zueinander ausgerichtet. Das erste Analyseergebnis ist der 3D Farbvergleich der Messpunkte zum CAD Modell. Dadurch wird Schwund bzw. Verzug schnell ersichtlich. 5 S eite

6 Weitere Auswertemöglichkeiten: Maße, Abstände, Winkel, Form und Lagetoleranzen wie z.b. Ebenheit, Parallelität, Rechtwinkeligkeit, Position, Deformationsanalysen verschiedener Belastungszustände (thermisch oder mechanisch), usw. 6 S eite

7 Zusammenfassung: Bei der Erstvermessung konnte der Stahlrahmen (l=7 Meter) innerhalb von 2 Stunden erfasst, und die Auswertung aller relevanten Prüfmerkmale zur Verfügung gestellt werden. Der entstandene Verzug konnte durch die Farbabweichung der einzelnen Messpunkte sehr gut sichtbar gemacht werden. Die Messgenauigkeit bei dieser Bauteilgröße liegt in etwa bei 0,2 mm. Das TRITOP System ist zertifiziert nach VDI 2634 Blatt 2. Bei Serienvermessungen kann die Auswertung über ein demensprechendes Makro auch automatisiert werden. Mit dem TRITOP Photogrammetriesystem lassen sich sowohl große als auch kleine Bauteile schnell und einfach vermessen. Einer der größten Vorteile dieses Systems liegt darin, es sehr mobil und flexibel einsetzen zu können. Messungen sind auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen möglich wie z.b. im Wasserkraftwerk oder im Freien. Weitere Anwendungsmöglichkeiten: Deformationsmessung nach thermischer oder/und mechanischer Belastung (mehrere TRITOP Messungen bei unterschiedlichen Bauteilzuständen werden miteinander verglichen) Somit können Verschiebungen aufgrund unterschiedlicher Belastungen verifiziert werden. Reverse Engineering Anwendungen die aufgenommenen Punkte, ebenso wie Grundelemente (Ebenen, Achsen, Zylinder, ) die in der TRITOP Software erstellt werden können, sind problemlos in beliebige CAD Systeme importierbar. Somit kann das Messergebnis auch für Rekonstruktionsanwendungen verwendet werden. 7 S eite