Geometrische Qualitätskontrolle in der industriellen Fertigung

Ausgehend vom Prinzip industrieller Theodolitmesssysteme wird im laufenden Forschungsprojekt eine Toolbox entwickelt, welche das Potential kommerziell erhältlicher und baulich unveränderter IATSs (Image Assisted Total Stations) zur Automatisierung nutzt. Der integrierte koaxiale Kamerasensor dient dabei, in Kombination mit intelligenten Zielerkennungsalgorithmen, als künstlicher Beobachter. Wiederkehrende Messaufgaben, wie sie zum Beispiel bei baugleichen Messobjekten auftreten, können zuverlässig und ohne Qualitätsverlust durchgeführt werden. Ein weiterer Aspekt der Toolbox ist die flexible Anpassung an unterschiedliche Messbedingungen, wie eine veränderte Messanordnung oder die Verwendung von Instrumenten unterschiedlicher Hersteller oder Serien. Im Vergleich zu anderen Messsystemen kann das Messvolumen deutlich skaliert werden.

Die erreichbaren Genauigkeiten werden hauptsächlich durch die Winkelmessgenauigkeit der verwendeten Totalstationen vorgegeben und skalieren mit der Größe des Messvolumens. Im Nahbereich von einigen Metern werden nachweislich Genauigkeiten im Bereich aktueller Lasertrackersysteme erreicht.

Handelsübliche IATSs mit koaxialem Bildsensor ermöglichen das Anzielen und Messen von Objektpunkten aus dem Live-View heraus. Sind zudem die äußere Orientierung, als auch die innere Orientierung bekannt, können Zielpunkte auch dann richtungsmäßig bestimmt werden, wenn sie sich nicht direkt in der Ziellinie, sondern an einer beliebigen Position des Bildsensors befinden. Durch geeignete Bildverarbeitungsalgorithmen kann dieser Messprozess automatisiert werden, so dass keine manuelle Feinanzielung mehr notwendig ist. Die vorherige Grobanzielung wird über bekannte Näherungskoordinaten der Zielpunkte und mit Hilfe der Steuerung der Richtungsmotoren erreicht.

Die Steuerungssoftware für kommerziell erhältliche IATSs ermöglicht es, wiederkehrende Messaufgaben in der geometrischen Qualitätskontrolle, nach dem Prinzip von Theodolitmesssystemen, vollautomatisch durchführen zu können. Für ein Messvolumen von einigen Metern spricht man auch von Mikrotriangulation.