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

Assistance system for the inspection of sheet metal parts with multi-component fringe projection sensors by use of 'virtual reverse deformation'

Please always quote using this URN: urn:nbn:de:bvb:29-opus-21882
  • 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 nichtStreifenprojektionssysteme 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.show moreshow less
  • 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-basedFringe 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.show moreshow less

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Metadaten
Author:Johannes Weickmann
URN:urn:nbn:de:bvb:29-opus-21882
Advisor:Albert Weckenmann
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2010
Publishing Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Granting Institution:Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Technische Fakultät
Date of final exam:2010/12/08
Release Date:2010/12/17
Tag:Antastunsicherheit; Flächige Leichtbauteile; GUM
SWD-Keyword:Optische Messtechnik; Streifenprojektion; Assistenzsystem; Prüfplanung
Institutes:Technische Fakultät / Technische Fakultät -ohne weitere Spezifikation-
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
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