Vermessung von spiegelnden Oberflächen

Mit den High-Speed 3D-Sensoren der SpecGAGE3D-Produktfamilie von Isra werden spiegelnde Oberflächen in wenigen Sekunden dreidimensional erfasst und evaluiert. Die Sensoren bieten eine zuverlässige automatische Vermessung beliebig geformter spiegelnder Oberflächen von Vorprodukten und schonen damit teure Ressourcen bei der Weiterverarbeitung. Die Innovation ermöglicht die effiziente Qualitätssicherung und die Produktionsoptimierung.

Mit den Single Shot Sensoren der SpecGAGE3D-Produktfamilie stellt die 3D-Shape ein Highlight auf der CONTROL vor: Spiegelnde Oberflächen werden schnell, vollflächig, hochpräzise und kostengünstig vermessen. . Sphärische und asphärische Optiken, die zum Beispiel für Rückspiegel und in Head-Up-Displays zum Einsatz kommen, werden meist aufwendig beschichtet. Mit der Beschichtung wird der bei der Reflexion auftretende Lichtverlust minimiert. Fehlerlose Produkte erhöhen die Sicherheit im Automobil. Zu den weiteren Anwendungsgebieten zählen Brillengläser, Wafer und Solarzellen.

Die Herstellungsverfahren für die Optiken, wie Glasbiegen oder Kunststoffspritzguss, sind allerdings nicht fehlerfrei. Die Sensoren werden deshalb unter anderem eingesetzt, um den möglichen Ausschuss bereits vor dem Beschichten auszusortieren. Die Montage zum Beispiel der Head-Up-Displays ist aufwendig. Es können also enorme Kosten gespart werden, wenn die Fehler frühzeitig in der Produktionskette sicher erkannt und Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Die 100%-Kontrolle schont so die Ressourcen und damit auch die Umwelt.

Mit den 3D-Sensoren lassen sich absolute und vollflächige Messungen von reflektierenden Oberflächen durchführen. Mit dem berührungslosen optischen Messverfahren der Sensoren wird zu 100 Prozent schnell, effizient und kostengünstig erkannt, ob die im Fertigungsprozess entstehenden Teile den gewünschten Toleranzen entsprechen. Dabei wird nur ein Bild für die 3D-Vermessung benötigt. Das stabile Messverfahren des benutzerfreundlichen Sensors ermöglicht ohne bewegliche Komponenten eine hohe Präzision unter Produktionsbedingungen. Die hohe Genauigkeit begründet sich im robusten Messprinzip und der Anwendung von hochentwickelten Algorithmen.

Die Messzeiten liegen unter einer Sekunde, je nach Oberfläche sogar im Hunderstel-Sekundenbereich. Dabei können die zu messenden Teile nahezu beliebig geformt sein. Mit den gewonnenen Informationen lassen sich die Maschineneinstellungen so optimieren, dass die gewünschte Qualität wieder sichergestellt wird.

Wie funktioniert das einzigartige Messprinzip? Um die lokale Neigung der Oberfläche zu berechnen, projiziert eine leistungsfähige LED-Beleuchtungseinheit Streifenmuster mit sinusförmigen Intensitätsverteilungen auf eine Projektionsfläche. Die gespiegelten Muster auf der Oberfläche des Messobjekts werden dann von der Kamera aufgenommen. Aus der Verzerrung der Muster kann direkt die lokale Neigung berechnet und daraus die Oberflächenkrümmung abgeleitet werden. Die direkte Neigungsmessung ermöglicht eine hohe Empfindlichkeit im Nanometerbereich. Die Oberflächenkrümmung wird mit den CAD-Daten verglichen. Daraus erhält der Anwender eine zuverlässige Qualitätsinformation für das jeweilige Bauteil. Die Sensoren bieten einen einfachen Zugang zu komplexen Analysen und Auswertungen.

Fazit: Als Stand-Alone-Gerät oder integriertes Inline-System stellt SpecGAGE3D eine kompakte Lösung für eine effiziente und preisgünstige Prüfung in der industriellen Qualitätskontrolle dar. Spiegelnde asphärische Oberflächen lassen sich schnell und präzise bei kürzesten Messzeiten kontrollieren. Produktionsfehler, die beim Glasbiegen oder beim Kunststoffspritzguss entstehen, werden sicher erkannt. Als integriertes System sind die Sensoren Bestandteil einer vollautomatisierten Produktionskette, in der Produktionsfehler vermieden werden. Mit der Lösung lassen sich Fertigungsverfahren verbessern und damit die Produktionskosten senken.

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