HOSTEOMESS - Hochparallelisierte, prozessintegrierte stereometrische Messsysteme für große Bauteile

Ziel des Vorhabens HOSTEOMESS waren die Entwicklung und Erprobung eines für die Komplettintegration in Fertigungslinien geeigneten hochgenauen stereometrisches Messsystems auf der Basis einer größeren Anzahl parallel oder gruppenparallel arbeitender Einzel-Sensorbaugruppen. Mit solchen kaskadierten Systemen sollen kurze Messzeiten bei hoher lokaler Messauflösung auch für große Messbereiche ermöglicht werden. Durch die modulare Struktur soll eine Adaptierbarkeit an verschiedene Aufgaben- und Einsatzgebiete und bei akzeptablen Einzelmodulpreisen ein neuer Grad an Flexibilität hinsichtlich Messraum- bzw. Bauteilgröße sowie die direkte, automatisierte und kontinuierliche Qualitäts- und Prozessanalyse in Fertigungslinien erreicht werden.

Der Prototyp eines modularen, kaskadierten stereometrischen Messsystems mit einer Scanmatrix aus 12 Einzelscannern (24 Kameras und 12 Modulrechnern) wurde erfolgreich aufgebaut und anhand einer ganzen Reihe großformatiger Baugruppen, insbesondere aus der Automobilindustrie insbesondere dem Karosseriebereich, getestet.

Vollständig bzw. mit geringen Einschränkungen gegenüber der Zielsetzung kamen dabei folgende Konzepte zum Tragen:

• Verwendung baugleicher Einzelscan-Module und lokale Mess-Software unter Linux (Client-Anwendung)
• Netzwerkintegration, Client-Server-Architektur mit einer wählbaren Anzahl von Einzelscan-Modulen
• Auswahl, Ansteuerung, Parametrisierung und Betrieb jedes einzelnen Scan-Moduls sowie des Datenübertragung unter einer übergeordneten Applikation (Linux oder Windows) einschließlich GUI
• Optimierung der Datenstrukturen zur Verwaltung großer Datenmengen verteilter Scan- und Vorverarbeitungsrechner
• Kalibrierungsalgorithmen sowie -hilfsmittel für lokale und globale Kalibrierung für kaskadierte 3D-Messungen
• Konstruktiver Gesamtaufbau, Verkabelung und Stromversorgung eines großen Parallel-Mess-Systems
• Optimierte Filter-, Registrierungs- und Vergleichsfunktionen für die „gepatchten“ 3D-Datensätze für den Scannereinsatz im Cluster
• Optimierung der Scan-Parameter für Oberflächentypen, Beleuchtungs- und Belichtungsvarianten (inklusive HDR)

• M. Yildirim, R. Heidenreich, L. Paul: High Parallel Process Integrated Stereometric 3d Measurement Systems for Large Construction Parts. Poster, In: Tagungsband 3D-NordOst 2014, 17. Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten, Berlin, 04./05.12.2014, ISBN: 978-3-942709-13-2, S. 151.
• L. Paul, A. Sobolev, M. Yildirim: Kaskadierung stereometrischer Mess-Systeme für große Baugruppen und Rundum-Prüfung – Ergebnisse, Herausforderungen, Perspektiven. In: Tagungsband 3D-NordOst 2015, 18. Anwendungsbezogener Workshop zur Erfassung, Modellierung, Verarbeitung und Auswertung von 3D-Daten 3D-NordOst, Berlin, 03./04.12.2015, ISBN: 978-3-942709-14-9, S. 115 ff.