Fraunhofer Anwendungszentrum für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGP, Rostock
Prof. Dr.-Ing. Martin-Christoph Wanner, Dipl.-Ing. Michael Geist, M.Eng. Lisa Knaack
Das IGF-Vorhaben 17279 N des Center of Maritime Technologies e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.
Der Bericht kann beim FSM bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an info(at)fsm-net.org
Zusammenfassung
Der technische Fortschritt flächenhafter Messsysteme hat in den letzten Jahren eine rasante Entwicklung vollzogen. 3D-Laserscanner sind heute leistungsfähige Sensoren, mit denen sich Objekte schnell, umfassend und objektiv digitalisieren lassen. Flächenhafte Messsysteme bieten in Kombination mit anwendungs-bezogenen Auswertetools ein enormes Potenzial für die Qualitätssicherung im Stahlkörperbau sowie die Umsetzung der Erkenntnisse aus dem Forschungsgebiet der Genaufertigung. Die Methoden des Genaubaus werden bis heute jedoch nicht auf allen Werften durchgängig angewendet. Die Gründe dafür sind vor allem:
- Hoher Aufwand bei der Erfassung und Verarbeitung der Daten,
- Übergang von der Serienfertigung zur Einzelfertigung, wodurch die Komplexität der fertigungsbegleitenden Geometrieprüfung erhöht wird.
Hier fehlt es also insbesondere an effektiven Hilfsmitteln für die Qualitätssicherung. Ziel des Vorhabens war es, mit flächenhaften, digitalen Messverfahren ein Werkzeug für die Qualitätssicherungsaufgaben im Stahlkörperbau zu entwickeln, welches es zum einen erlaubt, die notwendigen Maße und Geometrien wesentlich schneller als bisher zu erfassen und zum anderen die Reproduzierbarkeit sowie Prozesssicherheit bei der Qualitätskontrolle deutlich zu erhöhen. Als konkrete Anwendungsfälle wurden die drei folgenden Prüfaufgaben mit dem projektbegleitenden Ausschuss (PA) definiert:
- Kontrolle von Paneelen
- Kontrolle von Anschlussgeometrien
- Messung von Bauteilöffnungen
Für eine effektive und flexible Prüfung mittels 3D-Laserscanner galt es im Projekt folgende wissenschaftlichen Problemstellungen zu betrachten:
- Automatisierte Ausrichtung von 3D-Punktwolken in das Bauteilkoordinatensystem
- Bearbeitung der hoch dichten 3D-Punktwolken zur merkmalsbezogenen Auswertung.
Für die Realisierung des Vorhabens wurden die derzeit durchgeführten Messaufgaben analysiert und hinsichtlich der Einsetzbarkeit des 3D-Laserscanners und der Automatisierbarkeit geprüft. Darauf basierend konnten die oben genannten Prüfaufgaben ausgewählt und im weiteren Projektverlauf messtechnisch und programmiertechnisch in Softwarewerkzeugkästen umgesetzt werden. Dafür wurden bei den Mitgliedern des PA’s Testdaten und Verifizierungsdaten akquiriert. Durch die Verifizierungsmessungen mittels Tachymeter konnte gezeigt werden, dass eine Prüfung mittels 3D-Laserscanner und den entwickelten Softwarewerkzeugkästen im Schiffbau anwendbar ist.
