Session: 7 Optische Messtechnik zur Auswertung von 3D-Strukturen 11. Oktober 2017 | Lemgo - it's OWL
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Session: 7
Optische Messtechnik zur Auswertung von
3D-Strukturen
11. Oktober 2017 | Lemgo
www.its-owl.de
Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
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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 | 17.10.2017 3
Einführung
Standort Lemgo - Expertise für Intelligente Automation
inIT – Institut für industrielle Informationstechnik
Gegründet 2007
7 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
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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
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Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
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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
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Vorgehensweise
Implementierungskonzept
Technologiebewertung
Stand der Technik
Anforderungsanalyse
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Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
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Ergebnisse
Anforderungsanalyse
▪ Anforderungen unterschiedlicher Anwendungen an ein
Inspektionssystem
Anwendungen Oberflächen- Abtastbreite x y z Oberfläche Merkmal- Bemerkung
geschwindigkeit ausprägung
Gummi 100 m/min 700 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,1 mm Schwarz opak Übergangsweise ist auch eine geringere
glänzend Oberflächengeschwindigkeit akzeptabel.
Haptik 400 m/min 1600 mm 0,3 mm 0,3 mm 0,004 mm bunt ggf. Braille-Schrift & andere Haptik-Elemente
transparent werden potentiell im Digitaldruck mit
mehreren Schichten aus UV-Klarlack bzw.
mittels Prägefolie appliziert
Prägung / 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
Falzen aus, damit ist das Vermessen von schrägen
Prägungen nicht möglich
Holz- 80 m/min 1400 mm 0,3 mm 0,3 mm 0,01 mm bunt opak Blasen, Dellen und Kratzer sollen
verarbeitende unabhängig vom Muster zuverlässig erkannt
Industrie werden
Folien- 30 m/min 2200 mm 0,1 mm 0,1 mm 0,001 mm bunt / ggf. Kleinste Fehler in der Trägerfolie führen
Topografie monochrom transparent zum Funktionsausfall von sequentiell
aufgetragenen Barriere-Folien
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Stand der Technik
▪ Rechercheergebnisse:
▪ Triangulationsverfahren
• Stereovision
• Digitale Streifen- / Musterprojektion
• CCT-Sensor
• Laser
• Interferometrie
▪ Shape from Motion / Photogrammetrie Lichtfeldtechnik
▪ Shape from Defocus / Lichtfeldtechnik
▪ Time-of-flight
▪ Shape from Shading / Photometrisches Stereo
Technologiebewertung
▪ Anhand der Anforderungsanalyse erscheinen Lichtfeldtechnik
und Photometrisches Stereo als geeignet
Photometrisches Stereo
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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 | 17.10.2017 12Agenda
Abschlusspräsentation
Einführung
Zielsetzung
Ergebnisse
Resümee und Ausblick
© it‘s OWL Clustermanagement GmbH | 17.10.2017 13Resümee 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 | 17.10.2017 14Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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