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Industrielle Automation 2/2017

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Industrielle Automation 2/2017

SENSORIK UND MESSTECHNIK

SENSORIK UND MESSTECHNIK Bewegungsfreiräume nutzen Wie optische 3D-Messtechnik Effizienz in den Entwicklungsprozess bringt Die Entwicklungszyklen im Fahrzeugbau haben sich in den vergangenen Jahren stark verkürzt. Neue digitale Designwerkzeuge reduzieren die Entwicklungsphase und bringen Produkte schneller zur Marktreife. Das plastische Modellieren bleibt jedoch unverändert wichtig, sowohl im Design als auch in der Qualitätskontrolle. Moderne 3D-Messtechnik wie die Streifenprojektion leistet hierzu einen wesentlichen Beitrag – exakt, effizient und anwenderfreundlich. Faraday Future ist ein noch junges Unternehmen mit Sitz in Kalifornien. 2014 wurde der Grundstein gelegt und die Zielvorgaben sind ambitioniert. Mit einer modularen Fahrzeugplattform sollen sich elektrische Fahrzeuge unterschiedlich konfigurieren lassen, angefangen von der Größe über Länge und Radstand bis hin zu Antrieb und Reichweite. Moderne Messtechnik darf daher in der Entwicklung nicht fehlen. Faraday Future setzt dabei in seinem Designstudio auf integrierte, optische Messtechnik, für die das Unternehmen Aicon 3D Systems mit der 3D-Arena die technologische Grundlage liefert. Darüber hinaus kommen der kabellose Messtaster MI.Probe zur Punktmessung sowie die Weißlichtscanner Stereo Scan und Smart Scan zur Digitalisierung im Innen- und Außenbereich des Fahrzeugs zum Einsatz. Damit konnte ein kalibrierter 3D-Messplatz für Messungen, präzises Tracking und 3D-Scannen im gesamten Arbeitsvolumen eingerichtet werden. Eine große Arbeitserleichterung für die Fahrzeugdesigner: Sie profitieren von vollständiger Bewegungsfreiheit und einem ungestörten Blick auf ihre Produkte. Markierungsfreies Scannen: Aufbau und Vorteile Insgesamt sind sechzehn hochauflösende Spezialkameras an der Decke oberhalb des Scanbereichs montiert. Mit dieser Konfiguration kann ein vollständiges Fahrzeug erfasst werden. Die Kameras dienen als Positio nierungssystem. Sie fokussieren das Mess geschehen und bestimmen Lage und Orientierung des mobilen Scanners zum Mess objekt, während der Anwender das Objekt aus allen Richtungen scannt. Der Scanner ist mit Messmarken bestückt, sodass seine Position kontinuierlich bestimmt wird und seine Orientierung in einem einheitlichen Koordinatensystem vorliegt. Die Scanner-Punktewolken können somit einfach und zuverlässig zusammengeführt werden. In den Hallenboden ist ein Infrarot-empfindliches Referenzfeld eingelassen. Es ersetzt die runden Messmarken-Sticker, die bisher auf das Messobjekt aufgebracht Wibke Dose, Marketing AICON 3D Systems Part of Hexagon, Braunschweig – in Zusammenarbeit mit Faraday Future, Los Angeles. 01 Weißlichtscanner Stereo Scan mit Referenzrahmen 46 INDUSTRIELLE AUTOMATION 2/2017

WWW.INFRATEC.DE werden mussten. Zur Digitalisierung eines Clay-Modells bräuchte man etwa 250 dieser Sticker, deren Anbringen und Abziehen die Oberfläche des Modells beschädigen können. Das markierungsfreie Scannen ist Alleinstellungsmerkmal der Aicon-3D-Arena und erlaubt ein wesentlich schnelleres und komfortableres Scannen als dies mit Referenzmarken möglich ist. Bei Faraday Future spart das neue Messsystem durchschnittlich drei Stunden pro Fahrzeugmodell-Scan, das heißt die Modelle sind schneller digitalisiert und somit auch schneller wieder bei den Designern, sodass eine zügige Weiterbearbeitung gewährleistet ist. Beim Messen einzelner Punkte mit der kabellosen MI.Probe werden die zu messenden Punkte einfach mit dem handgeführten Taster angesteuert. Das Kamerasystem visiert den Taster an und be - stimmt die 3D-Koordinaten der angetasteten Punkte. Neben der Messung von geometrischen Elementen kann man mit der MI. Probe auch Objekte ausrichten, dass heißt in das Koordinatensystem des CAD bringen. Das spart Zeit, Platz im Studio und Rechnerleistung. Sekundenschnelle Digitalisierung Streifenlichtscanner projizieren eine Sequenz von Streifenmustern auf das Messobjekt. Diese Projektion ist für jede Ansicht des Objekts verschieden. Die hochauflösenden Digitalkameras nehmen das projizierte Streifenmuster unter einem vordefinierten Betrachtungswinkel auf. Mit dieser Methode wird jede Biegung, Wölbung und jede Facette des Objekts erfasst und ein exaktes digitales 3D-Modell erstellt. Um ein 360 °-3D-Modell eines vollständigen Autos zu erhalten, werden die einzelnen Scans zu einem zusammenhängenden Modell verknüpft. Zuverlässige Referenzpunkte garantieren, dass alle Bilder präzise zusammen gefügt werden. Das Ergebnis ist zunächst eine Punktewolke, die durch spezialisierte Programme und abhängig von der Messauf gabe in ein ausgedünntes Dreiecksnetz („Mesh“) überführt wird. Das exakte dreidimensionale Abbild des Objekts steht als Datensatz in verschiedensten Formaten zur Verfügung und lässt sich beliebig weiterverarbeiten. So wird das virtuelle Modell zum Beispiel mit den CAD-Vorgaben ab - ge glichen, Fertigungsentwicklungen lassen sich nachhalten und dokumentieren oder werden als Grundlage für Produktrenderings verwendet. Die Digitalisierung eines vollständigen Fahrzeugs dauert etwa zwei Stunden. Viele Automobil-Hersteller setzen heute Streifenlichtscanner als smarte und schnelle Lösung für Aufgaben der Qualitätskon - trolle von Schlüsselkomponenten ein. Bei Faraday Future hat die neue Technologie die Design-Entwicklung vorangetrieben und die Zusammenarbeit zwischen Designern und Ingenieuren schneller und unkomplizierter gemacht, die Prozesse optimiert sowie die Fertigungsgenauigkeit gesteigert. Bilder: Faraday Future www.aicon3d.de Besuchen Sie uns auf der HANNOVER MESSE 24. – 28.04.17 | Hannover | Halle 17 | Stand E47 Von der Produktentwicklung bis zur Qualitätssicherung – Ihr Spezialist für Thermografie Gekühlte und ungekühlte High-End- Thermografiekameras zur Lösung komplexer Mess- und Prüfaufgaben Verschiedene Detektorformate von (640×480) bis zu (1.920×1.536) IR-Pixel Präzisions-Wechseloptiken ermöglichen das Untersuchen von Strukturen im µm-Bereich Modulares Design für die perfekte Anpassung der Thermografiesysteme an die Mess- und Prüfaufgabe Komplettlösungen inklusive Software und Zubehör für die Aktiv-Thermografie zur sicheren Lokalisierung von Defekten Umfassender Service vor und nach dem Kauf 1.920 × 1.536 Detektor 10 GigE 25.000 Hz 1,3 µm Trigger < 15 mK 02 Streifenlichtscanner projizieren eine Sequenz von Streifenmustern auf das Messobjekt Made in Germany