Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen

Wittenfeld F, Hesse M, Jungeblut T (2017)
In: Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017. Bodden E, Dressler F, Dumitrescu R, Gausemeier J, Meyer auf der Heide F, Scheytt C, Trächtler A (Eds); Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts, 369. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn: 241-253.

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Bodden, Eric ; Dressler, Falko ; Dumitrescu, Roman ; Gausemeier, Jürgen ; Meyer auf der Heide, Friedhelm ; Scheytt, Christoph ; Trächtler, Ansgar
Abstract
Die industrielle Fertigung ist von einer stetig zunehmenden Automatisierung geprägt. Mit dem aktuellen Trend der Industrie 4.0 liegt der Fokus dabei auf der Flexibilität der Produktionsprozesse, sodass moderne Fertigungsanlagen heute in der Lage sind, sich intelligent auf die Herstellung verschiedener Produkte einzustellen. Diese Innovation bietet daher das Potential, auch geringe Stückzahlen wirtschaftlich produzieren zu können. Bisher ist jedoch vor allem für kleinere Unternehmen der Schritt zu einer vollumfänglichen Automatisierung nicht umsetzbar, da die notwendige sensorische Integration zur Bestimmung sämtlicher relevanter Messgrößen zu aufwändig wäre. Hier findet sich häufig die Problematik, dass bereits in einer einzelnen Produktionsanlage eine Vielzahl von verschiedenen Messgrößen erfasst werden muss. Jedoch würde der Einsatz spezifischer Messsysteme für jede Messgröße zu enormen Kosten und einem hohen Wartungsaufwand führen. In dieser Arbeit wird daher der Ansatz verfolgt, mit visueller Messtechnik mehrere Messgrößen simultan zu erfassen. Als Anwendungsfall dient eine Profilummantelungsanlage, in welcher die Andruckrollen vor jedem Einsatz vermessen werden. Dabei ermöglicht die komplette geometrische Vermessung in Kombination mit der Erkennung der materialspezifischen Farbe den Rückschluss auf Typ und Verschleiß der Andruckrollen. Es handelt sich somit um die Realisierung einer multifaktoriellen Sensorik am Beispiel einer optischen Vermessung bewegter Rotationskörper. Die Umsetzung eines Prüfaufbaus für das Bildverarbeitungssystem erlaubte zunächst die theoretische und praktische Analyse relevanter Einflussgrößen und ermöglichte es auf diese Weise, eine geeignete Konfiguration für den Produktiveinsatz zu bestimmen. Unter Ausnutzung bekannter geometrischer Eigenschaften der Objekte wurde schließlich eine Erkennungssoftware implementiert, die eine Farberkennung und Rekonstruktion der Geometriedaten auf Basis einer Kameraaufnahme erlaubt. Eine abschließende Evaluation belegt die Echtzeitfähigkeit und Realisierbarkeit der entwickelten Vermessungslösung. Es konnte somit exemplarisch aufgezeigt werden, wie sich die Anzahl notwendiger Sensoren durch den Einsatz einer im Massenmarkt kostengünstig verfügbaren Kamera als Universalsensor reduzieren lässt.
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Wittenfeld F, Hesse M, Jungeblut T. Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen. In: Bodden E, Dressler F, Dumitrescu R, et al., eds. Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017. Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts. Vol 369. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn; 2017: 241-253.
Wittenfeld, F., Hesse, M., & Jungeblut, T. (2017). Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen. In E. Bodden, F. Dressler, R. Dumitrescu, J. Gausemeier, F. Meyer auf der Heide, C. Scheytt, & A. Trächtler (Eds.), Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts: Vol. 369. Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017 (pp. 241-253). Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn.
Wittenfeld, F., Hesse, M., and Jungeblut, T. (2017). “Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen” in Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017, Bodden, E., Dressler, F., Dumitrescu, R., Gausemeier, J., Meyer auf der Heide, F., Scheytt, C., and Trächtler, A. eds. Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts, vol. 369, (Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn), 241-253.
Wittenfeld, F., Hesse, M., & Jungeblut, T., 2017. Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen. In E. Bodden, et al., eds. Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017. Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts. no.369 Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, pp. 241-253.
F. Wittenfeld, M. Hesse, and T. Jungeblut, “Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen”, Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017, E. Bodden, et al., eds., Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts, vol. 369, Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, 2017, pp.241-253.
Wittenfeld, F., Hesse, M., Jungeblut, T.: Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen. In: Bodden, E., Dressler, F., Dumitrescu, R., Gausemeier, J., Meyer auf der Heide, F., Scheytt, C., and Trächtler, A. (eds.) Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017. Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts. 369, p. 241-253. Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, Paderborn (2017).
Wittenfeld, Felix, Hesse, Marc, and Jungeblut, Thorsten. “Optische Vermessung bewegter Rotationskörper in industriellen Fertigungsanlagen”. Wissenschaftsforum Intelligente Technische Systeme (WInTeSys) 2017. Ed. Eric Bodden, Falko Dressler, Roman Dumitrescu, Jürgen Gausemeier, Friedhelm Meyer auf der Heide, Christoph Scheytt, and Ansgar Trächtler. Paderborn: Heinz Nixdorf Institut, Universität Paderborn, 2017.Vol. 369. Verlagsschriftenreihe des Heinz Nixdorf Instituts. 241-253.
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