Assistenzsystem für die Prüfung von Blechbauteilen mit Mehrkomponenten-Streifenprojektionssystemen unter Anwendung der „virtuellen Rückdeformation“

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2010-12-17
Issue Year
2010
Authors
Weickmann, Johannes
Editor
Abstract

Fringe Projection Systems are increasingly used for dimensional inspection. They are especially suited for the cycle time compatible inspection of lightweight structures – that are deformed due to internal stress – without clamping by use of ‘virtual reverse deformation’. However, the inspection sequence has to be determined under consid-eration of inspection task, measurement uncertainty and minimal inspection effort. Today this complex planning is performed unmethodically. Consequences are long planning time, high inspection costs and the risk of unsuitably planned inspections. This work introduces an approach for the elimination of these shortcomings by use of a simulation-based assistance system that supports the inspection planner when set-ting up a task-sensitive inspection sequence. It is based on a model for the simulation of planned measurements, including a GUM-compatible forecast of the local mea-surement uncertainty. Herewith, the quality of a planned inspection sequence can be determined and optimized task-sensitively by use of elaborated automatic algorithms. The scientific fundamentals are stated universally and realized in a prototype of such assistance system. The model for simulation of measurements and the automatic inspection planning methods are successfully verified.

Abstract

Streifenprojektionssysteme werden zunehmend in der dimensionellen Bauteilprüfung eingesetzt. Insbesonders sind sie geeignet um flächige und durch Eigenspannungen deformierte Leichtbauteile unter Anwendung der „virtuellen Rückdeformation“ takt-zeitgerecht ohne Aufspannung zu prüfen. Zur Durchführung der Bauteilprüfung muss der Prüfablauf optimal geplant werden. Diese komplexe, multikriterielle Planung – bei der u.a. zu prüfende Merkmale, die akzeptable Messunsicherheit und wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen sind – erfolgt bislang unmethodisch und subjektiv. Die Folgen sind lange Planungs- und Prüfzeiten, hohe Prüfkosten und die Gefahr man-gelhafter Prüfergebnisse aufgrund nicht aufgabenorientiert geplanter Prüfstrategien. Die vorliegende Arbeit zeigt einen Ansatz zur Beseitigung dieser Defizite mittels ei-nes simulationsbasierten Assistenzsystems zur Unterstützung des Prüfplaners bei der Ermittlung eines aufgabengerechten Prüfablaufplans. Er basiert auf einem physikalischen Modell zur Simulation der Streifenprojektionsmessung, inklusive der GUM-konformen Prognose der lokal auftretenden Messunsicherheit. Auf dieser Basis kann die Güte eines geplanten Prüfablaufs abgeschätzt und diese mittels erarbeiteter Algorithmen weitgehend automatisch, multikriteriell und toleranzgerecht optimiert wer-den. Die wissenschaftlichen Grundlagen werden allgemein beschrieben und in einem Prototyp realisiert. Die Güte des Modells zur Simulation von Messungen und die Wirksamkeit der automatischen Prüfablaufplanung werden experimentell verifiziert.

DOI
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