Auf spektral zerlegtem Licht und fotogrammetrischen Verfahren basiertes Messverfahren zur dynamischen 6D-Koordinatenmessung in großen Volumina (Lambda-GPS)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Robert Heinrich Schmitt
• Fachliche Zuordnung: Produktionsautomatisierung und Montagetechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 322750896

Die Großbauteilmontage, beispielsweise in der Luftfahrtindustrie, im Eisenbahn- oder Schiffbau, unterscheidet sich signifikant von der Montage von Bauteilen kleinerer Dimensionen. Insbesondere die Handhabung der Bauteile stellt, aufgrund ihrer beträchtlichen Größe und damit verbundenen Eigenschaften (z. B. Gewicht, Steifigkeit), eine große technische Herausforderung dar. Neuere Entwicklungen zielen auf eine flexible und automatisierte Großbauteilmontage ab. Starre Vorrichtungen werden durch eine Kombination aus Handhabungssystemen, z.B. kooperierende Roboter, und externer Messtechnik substituiert. Die Herausforderung liegt in der Synchronisierung der Handhabungseinheiten, welche die genaue Kenntnis der absoluten Pose des Endeffektors im Bezugssystem voraussetzt. Externe Messtechnik, deren Messunsicherheit wesentlich geringer als die der roboterintegrierten Messsysteme ist, ermöglicht es, die absolute Roboterpose zu messen und dadurch die Absolutgenauigkeit der Roboter zu steigern. Die Anforderungen an die Messtechnik besteht darin, Messvolumina in der Größe der Produktionsanlage abzudecken und die Pose mehrerer Endeffektoren gleichzeitig mit einer geringen Messunsicherheit und hohen Messfrequenz zu bestimmen. Dies erfordert eine spezialisierte Messtechnik. Der inzwischen etablierte Begriff Large Volume Metrology (LVM) umfasst eine Klasse von mobilen, optischen Messsystemen, die speziell an die Anforderungen der Produktion und Montage von sehr großen oder nur schwer zu handhabenden Werkstücken (>1m3) angepasst sind. Das Ziel ist die Untersuchung und Weiterentwicklung eines kostengünstigen, auf spektral zerlegtem Licht und fotogrammetrischen Verfahren basierten Messverfahrens zur dynamischen 6D-Koordinatenmessung in großen Volumina. Mit diesem Messverfahren und dem entsprechenden Messsystem wird es möglich sein, Messvolumina in der Größe der Produktionsanlage abzudecken und die Pose mehrerer Endeffektoren gleichzeitig mit einer geringen Messunsicherheit und hohen Messfrequenz zu bestimmen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens gilt es als Zielvorgabe, gegenüber der ersten Voruntersuchungen, das Messvolumen auf 1m3 zu vergrößern, die Messwertstreuung um den Faktor 10 zu reduzieren und eine Messrate von 80Hz (Verdopplung gegenüber iGPS) zu erreichen. Dazu wird folgender Lösungsweg gegangen: 1) Modellierung und Simulation des Messverfahrens 2) Realisierung des Messverfahrens in Form eines Messsystems 3) Systematische Untersuchung und Optimierung des Messverfahrens und -systems, insbesondere des Messvolumens, der Messunsicherheit und der Messrate.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen