Die Kunst der präzisen Messung Referenzpunkte und ihre Rolle bei der Verbesserung der Messgenauigkeit

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Aesub Scanningspray Vertriebs GmbH

Klinkhammer Intralogistics GmbH

Treston Deutschland GmbH

Shining 3D Tech Co., Ltd

Aesub bietet ein Target-Net mit 6 Millimeter retro-reflektierenden Referenzpunkten sowie modulare Referenzrahmen in unterschiedlichen Ausführungen.

Für präzise und verlässliche Messergebnisse werde beim Scannen von Bauteilen häufig mit Referenzpunkten gearbeitet. Diese werden für optische Messverfahren verwendet, um dreidimensionale Objekte während der Digitalisierung zu referenzieren. Referenzpunkte sollen eine genaue, reproduzierbare und vergleichbare Erfassung der Bauteil-Daten ermöglichen. Sie seien in zahlreichen Varianten erhältlich. Ob von der Rolle, als Netz oder Dodekaeder – die Anforderungen und das jeweilige Scansystem beeinflussen die Wahl der Referenzpunkte-Variante. Hierbei seien die Art der Messung, die Genauigkeitsanforderungen, die zu messende Bauteilart und Bauteilgröße entscheidend.

Die wichtigsten Gründe für den Einsatz von Referenzpunkten:

• Genauigkeit und Präzision: Mit Referenzpunkten werde die genaue Position und Ausrichtung des gescannten Bauteils definiert. Dadurch soll sichergestellt werden, dass die erfassten Daten mit der tatsächlichen Geometrie des Bauteils übereinstimmen.

• Wiederholbarkeit: Die meisten Varianten ermöglichen laut Hersteller eine hohe Wiederholbarkeit der Scandaten. Die Scans des Bauteils sollen zu verschiedenen Zeitpunkten und von verschiedenen Messinstrumenten durchgeführt werden können, ohne dass die Ergebnisse signifikante Abweichungen zeigen.

• Korrektur von Verzerrungen: Mit Referenzpunkten können Verzerrungen im Scanprozess laut Aesub korrigiert werden. Verzerrungen können durch Drift, thermische Effekte oder andere Umweltbedingungen verursacht werden und die Messergebnisse beeinflussen. Mit Referenzpunkten sollen Verzerrungen identifiziert und kompensiert werden können.

• Kontrollpunkte für Kalibrierung: Referenzpunkte können auch als Kontrollpunkte für die Kalibrierung von Scangeräten eingesetzt werden. Somit werde gewährleistet, dass das Gerät als Messinstrument zugelassen werde und den Hersteller-Spezifikationen entspreche.

Unterschiedliche Ausführungen

Referenzpunkte gebe es unter anderem in Form von kleinen selbstklebenden Punkten, Würfeln und Netzen.

Selbstklebende Referenzpunkte

Selbstklebende Referenzpunkte werden laut Aesub häufig verwendet, da sie einfach und schnell auf den zu messenden Oberflächen anzubringen seien. Sie seien in unterschiedlichen Formen, Größen und Materialien erhältlich. Die selbstklebenden Punkte sollen eine präzise Positionierung auf der Bauteiloberfläche ermöglichen und somit die genaue Ausrichtung und Messung erleichtern. Das Angebot an selbstklebenden Punkten sei umfangreich und war laut Hersteller bisher fast ausschließlich als Messzubehör über die Gerätehersteller erhältlich. Mittlerweile sollen die Messpunkte auch direkt bezogen werden können, z.B. von Aesub.

Die Aesub Dots sollen den zusätzlichen Vortei haben, dass sie auch auf dem selbstverflüchtigenden Aesub Spray, das zu Mattierung glänzender Flächen verwendet werde, sicher haften sollen.

Das Repertoire von Aesub umfasse zum Beispiel herkömmliche Schwarz-weiß-Punkte, Retro-reflektive Punkte und leicht zu entfernende Retro-reflektive Punkte, Medical Targets mit medizinisch zugelassenem Kleber.

Selbstklebende Messpunkte in unterschiedlichen Ausführungen

Unterschieden werde zwischen herkömmlichen schwarz-weiß-Messpunkten und reflektierenden Messpunkten. Die retro-reflektierenden Punkte sollen auch bei schwierigen Lichtverhältnissen und großen Distanzen zwischen Bauteil und Messgerät eine hohe Sichtbarkeit bieten. Dadurch werden die Effizienz und Reproduzierbarkeit der Messungen laut Hersteller weiter verbessert. Die Messpunkte gebe es mit stark und leicht haftenden Klebeflächen. Stark haftende Punkte sollen für raue, poröse und unebene Oberflächen gewählt werden. Auch wenn das zu messende Bauteil mechanischen Belastungen, wie z. B. Vibrationen, ausgesetzt sei, sollen stark haftende Messpunkte verwendet werden.

Das manuelle Anbringen der Referenzpunkte erfordere Zeit und Sorgfalt, um sicherzustellen, dass sie genau positioniert sind. Dies könne den Messprozess verlangsamen, insbesondere wenn viele Referenzpunkte benötigt werden.

Bei empfindlichen Oberflächen könne das Anbringen von Referenzpunkten möglicherweise zu kleinen Verformungen oder Druckstellen führen, die die Messungen beeinflussen könnten. Dies sei besonders relevant bei Bauteilen mit sehr engen Toleranzen.

Nach dem Messprozess müssen die Referenzpunkte laut Hersteller entfernt werden. Hinterlassen sie dabei Rückstände auf der Bauteiloberfläche, müssten die Teile gereinigt oder poliert werden, um die Oberflächenqualität wiederherzustellen.

Pluspunkt: Die Referenzpunkte seien schnell anzuwenden, sollen eine hohe Flexibilität haben und kostengünstig sein.

Wermutstropfen: Das Anbringen und Entfernen sei sehr zeitintensiv. Häufig werden beim Entfernen einzelne Punkte übersehen, was zu Fehlern beim Lackieren führen könne.

Schneller mit Endlospunkten

Schneller sollen Messpunkte mit den Endlospunkten von der Rolle angebracht werden können. Der gut 50 Meter lange transparente Klebestreifen sei durchgängig mit 6 Millimeter großen retro-reflektierenden Referenzpunkten versehen. In unregelmäßigen Abständen von 50 – 70 Millimetern seien die Punkte auf dem Klebestreifen verteilt. Die Endlospunkte sollen sich für großformatige Bauteile wie z.B. Yachten, Pkws oder große Maschinenteile eignen. Da das Klebeband in Abständen von circa 50 Zentimetern perforiert sei, könne es einfach dem jeweiligen Bauteilformat angepasst werden. Die transparente Folie sei flexibel und passe sich Freiformflächen auch ohne Falten an. Innerhalb weniger Sekunden seien die Endlospunkte platziert, so dass der Scan-Prozess umgehend starten könne. Da die Trägerfolie transparent und sehr dünn sei, werden im Wesentlichen nur die Punkte erkannt, dass heißt es werde durch das Trägermaterial hindurch gescannt. Nach dem Scannen werde das Klebeband ebenso schnell und einfach wieder entfernt. Bei großen Bauteilen sparen die Endlos-Punkte laut Hersteller mehrere Stunden Arbeitszeit für das Aufbringen und beim Entfernen der Referenzpunkte. Auch sei die Handhabung im Vergleich zu einzelnen Klebepunkten ergonomischer.

Die Endlospunkte von Aesub sollen vor allem für große Bauteilarten wie Pkw-Karosserien verwendet werden.

Pluspunkt: Das Produkt soll über 90 Prozent Zeitersparnis bringen. Es habe eine einfache Handhabung. Die Gefahr, dass einzelne Punkte beim Abnehmen versehentlich übersehen werden, sei ausgeschlossen.

Wermutstropfen: Die verwendete Folie sei nach Gebrauch nicht wiederverwendbar.

Dossier Kantenbearbeitung

Entgraten und Verrunden

Netz mit Referenzpunkten

Mit einem 1500×2000 Millimeter großem Netz, auf dem Referenzpunkte in 100 Millimetern Abständen gleichmäßig verteilt seien, werden laut Hersteller größere Bauteile sekundenschnell flächendeckend für den Scan vorbereitet. Durch die dichte Anordnung der Referenzpunkte können Scans aus unterschiedlichen Perspektiven erfolgen.

Das Netz werde schnell und einfach über das zu scannende Bauteil gelegt. Für metallische Bauteile gebe es Netze mit magnetischen Referenzpunkten. Bei nicht-metallischen Teilen, zum Beispiel aus Stein oder Kunststoff, werde das Netz gespannt oder je nach Material/Oberfläche mit Saugnapfhalterungen befestigt.

Das Target-Net von Aesub sei mit 6 Millimeter retro-reflektierenden Referenzpunkten ausgestattet. In Zukunft soll es auch eine Version mit 3 Millimeter Punkten geben.

Die Referenzpunkte sollen circa 10 Millimeter über der Oberfläche „schweben“. Je nach Scanner-Ausführung seien die schwarz glänzenden Netzfäden auf dem Scan nicht sichtbar beziehungsweise sollen mit geeigneter Software mit wenigen Klicks, z.B. über eine Offset-Funktion, entfernt werden können.

Pluspunkt: Die Referenzpunkte sollen eine nahezu unbegrenzte Wiederverwendbarkeit haben. Laut Hersteller spart man so Zeit und Kosten. Sie sollen eine schnelle und einfache Anwendung haben, handlich, schnell zu verpacken und zu transportieren sein.

Wermutstropfen: Einzelne Referenzpunkte könnten bei versehentlicher Berührung durch den Bediener verschoben werden.

Messpunkte-Würfel in verschiedenen Formen

Diese Vielecke gebe es unter anderem in Form eines Dodekaeders, der auf kleinem Raum mit elf Messmarken versehen sei. Die Flächen der Würfel seien nie symmetrisch. Somit sollen die Messungen aus vielen unterschiedlichen Winkeln erfolgen können, wobei immer ausreichend Punkte aus verschiedenen Ebenen und Winkeln erkennbar seien. Aus allen Perspektiven werden die Bauteildimensionen laut Hersteller genau und zuverlässig erfasst.

Die Dodekaeder von Aesub, die Aesub Dices, seien magnetisch und sollen sich perfekt zum Messen an metallischen Bauteilen eignen. Alternativ gebe es die Würfel mit einem M4 Gewinde, das die Einsatzmöglichkeiten erweitere.

Die Sets bestehen laut Hersteller aus insgesamt 12 Würfeln und dazugehörigen Aesub Dots. Die selbstklebenden retro-reflektierenden Referenzpunkte mit einem Durchmesser von 6 Millimetern werden auf den Flächen der Würfel platziert. Bauteile sollen somit nicht beklebt werden müssen.

Standardmäßig werden die Aesub Dices in Schwarz gefertigt. Auch weiße oder transparente Ausführungen seien erhältlich.

Pluspunkt: Bauteildimensionen sollen aus allen Perspektiven zuverlässig erfasst werden.

Wermutstropfen: Die Würfel-Körper selbst seien keine Referenzkörper. Die Referenzierung erfolge über die aufgeklebten Punkte, die nicht definiert platziert werden können.

Referenzpunkte-Rahmen

Eine weitere Möglichkeit bieten modulare Referenzrahmen, auf denen Messpunkte dauerhaft in unterschiedlichen Abständen positioniert werden können. Aesub biete Rahmen in unterschiedlichen Ausführungen an: Als Rahmen, in dessen Zentrum die Teile durch Gelenkarme gehalten und rundherum gemessen werden. Bei einer anderen Ausführung werde das Bauteil auf dem Messtisch platziert und der modulare Rahmen herum platziert.

Bei beiden Varianten befinden sich die Referenzpunkte laut Hersteller auf den Rahmenkomponenten, so dass die Bauteile nicht beklebt werden müssen. Die Rahmen sollen jederzeit modifiziert und anderen Bauteilen beziehungsweise Bauteilgeometrien angepasst werden können.

Die modularen Messrahmen seien ideal für Vorserien, Kleinserien und Prototypen geeignet und bieten sich laut Aesub vor allem dann an, wenn ad hoc präzise Messungen erforderlich seien.

Pluspunkt: Die Rahmen seien leicht und unbegrenzt wiederverwendbar. Bauteile sollen rundherum erfasst werden können.

Wermutstropfen: Zu messende Bauteilgröße werde durch die Größe der vorhandenen Rahmenkomponenten begrenzt.

Diese Vielfalt an Referenzpunkte-Produkten ermögliche bei den unterschiedlichsten Anforderungen eine akkurate und wiederholbare Datenerfassung während des Scanvorgangs. Entscheidend für die Wahl der geeigneten Art von Referenzpunkten seien Faktoren wie die Art der Messung, die Genauigkeitsanforderungen sowie die Größe und Beschaffenheit des zu vermessenden Bauteils. Durch die gezielte Auswahl der Referenz-Art können die Anforderungen verschiedener Scansysteme laut Hersteller erfüllt werden, um verlässliche Messergebnisse zu erzielen.

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