Die bahnbrechende LADAR-Technologie setzt neue Maßstäbe in der berührungslosen optischen Dimensionsmesstechnik für die Fertigungsindustrie

Auf der Control stellt API das DYNAMIC 9D LADAR vor, ein innovatives LAser Detection And Ranging System, das sowohl Dimensions- als auch Oberflächengeometriedaten erfasst. Es beinhaltet eine bahnbrechende Technologie, die die automatisierte Produktionsmessung revolutionieren wird. Das zum Patent angemeldete Dynamic 9D LADAR ist das schnellste und genaueste LADAR-System auf Interferometrie-Basis, das die OFCI-Technologie (Optical Frequency Chirping Interferometry) nutzt.

Die präzise Datenerfassung von 9D LADAR für Produktionsmessungen ist die nächste Generation von Lösungen für die Dimensionsprüfung. 9D LADAR erfasst sowohl Dimensions- als auch Oberflächengeometriedaten für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Transportindustrie.

Dynamic 9D LADAR ersetzt herkömmliche, großvolumige Offline-Koordinatenmessgeräte (CMM) sowie Nearline- und Inline-Inspektionslösungen, die sowohl optische Laserlinien- als auch strukturierte Lichtsensoren verwenden.

9D LADAR-Systeme verarbeiten Messdaten mit der beeindruckenden Geschwindigkeit von 20.000 Punkten pro Sekunde und mit einer Abtastgeschwindigkeit von 0,2 Sekunden/cm2. Darüber hinaus ist der hohe Dynamikbereich von 9D LADAR unempfindlich gegenüber der Reflektivität des Ziels, kann lichtdurchlässige Materialien messen und ist in der Lage, Zielmerkmale mit einem Einfallswinkel von bis zu 85 Grad zu erfassen. Das High-Density-Rasterscanning liefert bis zu 50 Zeilen/Sekunde bei einem Zeilenabstand von 0,1 mm. Das On-Board-Maßstabsreferenzsystem von 9D LADAR bietet eine beispiellose 2D- und 3D-Genauigkeit von nur 6 µm/m und damit eine vergleichbare Genauigkeit wie vergleichbare großvolumige KMGs.

Das kompakte Design des Dynamic 9D LADAR, das nur 10,4 kg wiegt, umfasst eine integrierte Steuerung mit Ethernet-Kommunikation, die eine nahtlose Integration sowohl in Portal-KMG-Rahmen als auch in 6-achsige Industrieroboter, einschließlich 7-achsiger schienenmontierter Konfigurationen, ermöglicht.

Das intelligente Kamerasystem iVision von 9D LADAR bietet eine sofortige Teilevisualisierung für die automatische Planung des Scanpfads und ermöglicht sowohl die automatische Messung von Merkmalen und Zielbereichen als auch die Durchführung von Fernmessungen.

9D LADAR hat einen Laserstrahl mit einer Spotgröße von nur 32µm und ist in 3 Modellvarianten erhältlich, die auf den erforderlichen Messbereich der Anwendung abgestimmt sind: LD-8: 0,5m-8m Reichweite, LD-15: 1m-15m Reichweite, und LD-25: 1,5m-25m Bereich.

Frühere Laser-Radar-Technologien erforderten eine umfangreiche Mittelwertbildung, um eine angemessene Genauigkeit zu erzielen, was die Datenerfassungsraten effektiv verlangsamte. Dies führte dazu, dass sowohl die Genauigkeit als auch die Leistung stark von der Oberflächenreflexion, dem Einfallswinkel und dem Hintergrundrauschen in der Produktionsumgebung abhingen.

Die neue, von API entwickelte LADAR-Technologie nutzt das 20-kHz-Speed-Laserchirping, um ein breites Spektrum für optische Interferenzen zu erzeugen, so dass die Entfernung des Ziels mit 100-fach höherer Empfindlichkeit genau erfasst wird und die bisherigen Probleme im Zusammenhang mit Oberflächenreflexion, langsamen Geschwindigkeiten, begrenzten Genauigkeiten, restriktiven Einfallswinkeln und Anfälligkeit für Rauschen beseitigt werden.

APIs Dynamic 9D LADAR liefert X-, Y-, Z-, I-, J- und K-Daten für jeden erzeugten Wolkenpunkt und zusätzlich R-, G- und B-Daten, so dass die gescannten Daten direkt auf das aufgenommene Kamerabild abgebildet werden können. Diese einzigartige Fähigkeit ermöglicht die Darstellung von Merkmalen mit ausgeprägtem Hintergrundfarbkontrast, Oberflächenvektoren, Oberflächenrauhigkeit usw., die mit den Standard-3D-Punktwolkendaten allein nur schwer zu isolieren sind.

BEREITSTELLUNG VON ANWENDUNGEN DER QUALITÄT 4.0

Automatisierte tragbare Messungen

Die kompakte Größe und das geringe Gewicht des 9D LADAR ermöglichen es, das Gerät direkt in die Fertigung zu bringen, so dass automatisierte Messungen schnell und mit minimaler Einrichtungszeit durchgeführt werden können. Durch die automatische Durchführung aller Messungen werden Messschwankungen mit den bisherigen manuell bedienten taktilen und optischen Messgeräten eliminiert.

Automatisierte CMM-Messungen

Das KMG ist aufgrund seiner Benchmark-Genauigkeit nach wie vor ein Arbeitspferd der Fertigungsunternehmen, das jedoch aufgrund seiner langsamen Messgeschwindigkeit in der Regel nicht in der Fertigung eingesetzt wird. Dynamic 9D LADAR kann nahtlos in ein großvolumiges Portal- oder Brücken-KMG integriert werden und bietet eine optische Hochgeschwindigkeitsmesslösung, die eine komplexe KMG-Programmierung überflüssig macht und die KMG-Messzyklen um das Zehnfache verkürzt.

Automatisierte Messungen durch Roboter

Die berührungslose Laser-Radar-Technologie hat bereits bewiesen, dass sie in der Lage ist, Kfz-Teile zu messen, einschließlich kompletter Rohkarosserien, und eignet sich daher ideal für vollautomatische, CMM-ähnliche Messungen in der Nähe von Produktionslinien. Das automatisierte Präzisions-Hochgeschwindigkeits-Rasterscanning von 9D LADAR ermöglicht sowohl die Erfassung oberflächengeometrischer Punktwolkendaten als auch die Erfassung von Spalt- und Bündigkeitsdaten. Die verbesserte Geschwindigkeit und Datenerfassungsrate von 9D LADAR erhöht die Möglichkeit, die Produktion zu beschleunigen, drastisch. Die Systeme können in-line oder near-line installiert werden.

Das neue API Dynamic 9D LADAR bietet eine drastische Steigerung des Messdurchsatzes und der Produktivität für alle Automobilanwendungen.

Multi-LADAR – In-Line BIW-Inspektion

Die hohe Scangeschwindigkeit und die Vielseitigkeit von 9D LADAR ermöglichen einen Paradigmenwechsel bei der Inline-Inspektion, da eine vollständig programmierbare Messlösung installiert werden kann, die sowohl eine vollständige individuelle Karosserieinspektion, einschließlich kritischer Spalt- und Bündigkeitsmessungen, als auch Daten zur Gesamtprozesssteuerung liefert, die eine adaptive Steuerung der Abläufe im Rahmen von Qualität 4.0 ermöglichen.

API bietet eine dynamische Verfolgung der Roboterpositionierung mit seinem 6DoF RADIAN Laser Tracker, der eine genaue Roboterpositionierung in Echtzeit ermöglicht.

DIGITALER ZWILLING IN ECHTFARBE

Der Mess-Scanpfad von 9D LADAR wird automatisch in der MeasurePro Software von API generiert, die auch die generierten Punktwolkendaten in Echtzeit mit dynamischer Bildschirmdarstellung erfasst. Geometrische Analysen von Merkmalen und Oberflächen aus Punktwolkendaten können direkt in MeasurePro oder in allen gängigen Drittanbieter-Softwareprogrammen durchgeführt werden, zusammen mit der Erstellung eines digitalen Zwillings des gemessenen Teils durch direkten Vergleich mit den CAD-Daten des Sollteils.

Die in der erzeugten Punktwolke enthaltenen eindeutigen RGB-Daten ermöglichen eine vollständige Farbdarstellung des gescannten Teils mit entsprechender Genauigkeit, wobei Oberflächenabweichungen hervorgehoben werden und die authentische Farbe des physischen Teils nachgebildet wird.

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