{"id":361567,"date":"2022-03-16T14:45:13","date_gmt":"2022-03-16T13:45:13","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?post_type=selected&p=361567"},"modified":"2022-03-16T14:45:13","modified_gmt":"2022-03-16T13:45:13","slug":"roboter-kann-jetzt-auch-durch-das-fenster-blicken","status":"publish","type":"selected","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/selected\/roboter-kann-jetzt-auch-durch-das-fenster-blicken\/","title":{"rendered":"Roboter kann jetzt auch durch das Fenster blicken"},"content":{"rendered":"\n

Transparente Objekte haben ihre T\u00fccken: Nicht umsonst kleben wir Silhouetten von V\u00f6geln auf gro\u00dffl\u00e4chige Glasfronten, um ihre realen Artgenossen vor einer Kollision mit der durchsichtigen Barriere zu sch\u00fctzen. Ebenso wie diese Tiere Schwierigkeiten damit haben, transparente Oberfl\u00e4chen zu erkennen, sind auch die F\u00e4higkeiten von Robotern hier eingeschr\u00e4nkt: Sie k\u00f6nnen Glas oder andere sogenannte \u00bbunkooperative Oberfl\u00e4chen\u00ab \u2013 z. B. metallisch gl\u00e4nzende, stark spiegelnde oder tiefschwarze Oberfl\u00e4chen \u2013 nicht ‘sehen’. Gerade im industriellen Umfeld erschwert dies bislang den Einsatz von Robotern. Viele Automatisierungsvorhaben geraten dadurch ins Stocken, weil sich f\u00fcr die 3D-Vermessung unkooperative Materialien bisher nur zu langsam oder zu ungenau erfassen lassen, so Fraunhofer Gesellschaft in einer Pressemeldung<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Thermografie-3D-Sensor <\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Forschende am Fraunhofer IOF entwickelten im vergangenen Jahr eine neue 3D-Messmethode, die dieses Problem l\u00f6st: Mit dem ‘MWIR-3D-Sensor’, auch ‘Glass360Dgree’ genannt \u2013 lassen sich Elemente mit spiegelnden oder Licht absorbierenden Oberfl\u00e4chen erstmals zuverl\u00e4ssig r\u00e4umlich erfassen. Zu diesem Zweck vereint das System Infrarot-Laserprojektion und Thermografie: Nachdem das Messobjekt gezielt lokal erw\u00e4rmt wurde, ermitteln zwei W\u00e4rmebildkameras die auf der Objektoberfl\u00e4che resultierende Temperaturverteilung. Anders als herk\u00f6mmliche Sensoren erfordert das neu entwickelte System keine zus\u00e4tzlichen Messhilfen oder spezielle, auf dem Objekt vor\u00fcbergehend angebrachte Markierungen etwa in Form einer tempor\u00e4ren Lackierung.<\/p>\n\n\n\n

Gro\u00dfindustrielle Prozessen<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

In Produktionsprozessen geht es oft um Geschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Qualit\u00e4t. Das bedeutet: Je mehr Arbeitsschritte eine Anlage pro Minute durchf\u00fchren kann, ohne dabei fehlerhafte Erzeugnisse hervorzubringen, umso rentabler ist die Fertigung. Dieses Selbstverst\u00e4ndnis der Industrie haben die Forschenden des Fraunhofer IOF zum Anlass genommen, um \u00bbGlass360Dgree\u00ab an verschiedene Szenarien der Produktion anzupassen. Den Forschenden aus Jena ist es in den letzten Monaten gelungen, die Messgeschwindigkeit entsprechend zu erh\u00f6hen und die Parameter des Messfeldes zu optimieren.<\/p>\n\n\n\n

\u00bbUnsere Forschungsgruppe kooperiert seit Jahren mit Unternehmen aus unterschiedlichsten Bereichen der Produktion\u00ab, erl\u00e4utert Dr. Stefan Heist, Leiter der Forschungsgruppe \u00bb3D-Sensorik\u00ab am Fraunhofer IOF. \u00bbDarunter sind Firmen aus der Halbleiterfertigung, der Automobilbranche und der Luftfahrt. Wir haben uns gemeinsame Projekte aus der Vergangenheit angeschaut und analysiert, wie unser 3D-Glassensor in verschiedenen Anwendungsszenarien bessere Ergebnisse als konventionelle Sensoren erzielen k\u00f6nnte\u00ab, erkl\u00e4rt der Forscher, der seit Jahren intensiv an neuen Methoden zur 3D-Vermessung arbeitet. \u00bbWir konnten drei wesentliche Ansatzpunkte identifizieren, um unser System f\u00fcr einen m\u00f6glichen Einsatz in einer gro\u00dfindustriellen Fertigungsanlage fit zu machen.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Das Team fand die optimale Abstimmung zwischen dem n\u00f6tigen Detailgrad in der Aufl\u00f6sung und der Dauer einer Messung. Zudem untersuchten sie verschiedene M\u00f6glichkeiten des optischen Aufbaus ihres 3D-Sensors, um das Messfeld variabel an die jeweilige Aufgabe und den innerhalb einer Fertigungsanlage zur Verf\u00fcgung stehenden Platz anzupassen. Au\u00dferdem arbeitete das Team um Dr. Stefan Heist und Martin Landmann, ebenfalls Forscher am Fraunhofer IOF, intensiv mit Forschenden der Technischen Universit\u00e4t Ilmenau an der Optimierung der Datenverarbeitung ihres Messsystems. Dem Ilmenauer Team gelang es, aus den gewonnenen Messdaten effizient die aktive Steuerung eines Roboters und seiner jeweiligen Werkzeuge abzuleiten.<\/p>\n\n\n\n

Flexibilit\u00e4t und Vielfalt<\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Mit seiner gro\u00dfen Flexibilit\u00e4t und bislang ungekannten Vielseitigkeit in der Beschaffenheit der zu scannenden Objekte er\u00f6ffnet ‘Glass360Dgree’ v\u00f6llig neue M\u00f6glichkeiten in der Automatisierung industrieller Prozesse sowie in der Produktgestaltung.<\/p>\n\n\n\n

Konkret projizieren ein energiereicher CO2<\/sub>-Laser und ein beweglicher optischer Aufbau mit speziellen Linsen eine sich in Bruchteilen von Sekunden in mehreren Schritten \u00fcber das Messobjekt bewegende Linie. W\u00e4hrend der gesamten Messung absorbiert der zu vermessende Gegenstand die Energie des Laserlichts und emittiert sie f\u00fcr die zwei hochsensiblen W\u00e4rmebildkameras gut sichtbar.<\/p>\n\n\n\n

Eine spezielle am Fraunhofer IOF entwickelte Software wertet die Aufnahmen der thermischen Signatur aus, die der schmale Infrarotstreifen auf dem Objekt f\u00fcr kurze Zeit hinterlassen hat. Die zwei voneinander abweichenden Blickwinkel und den sich daraus ergebenden Versatz im aufgezeichneten Streifenmuster nutzt die Software zur Rekonstruktion der r\u00e4umlichen Koordinaten. Anschlie\u00dfend f\u00fchrt sie die Daten zu den exakten Abmessungen des Messobjektes zusammen. Die f\u00fcr die 3D-Analyse eingebrachte thermische Energie ist dabei so gering, dass das Objekt keinen Schaden nimmt: Der Temperaturunterschied zwischen erw\u00e4rmter und nicht erw\u00e4rmter Fl\u00e4che liegt \u00fcblicherweise bei unter 3 \u00b0C.<\/p>\n\n\n\n

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