3-D-Oberflächeninspektionssystem SPARC

3D-Oberflächeninspektion an bewegten Objekten

Mit SPARC (Surface Pattern Analyzer and Roughness Calculator) stellt in-situ ein gemeinsam mit der Hochschule für angewandte Wissenschaften Rosenheim entwickeltes optisches 3D-Messsystem vor, das mit nur einer einzigen Aufnahme dreidimensionale Bilder von Objekten liefert. Zu- dem kommen ausschließlich Standard-Komponen- ten ohne bewegliche Elemente zum Einsatz, so dass laut Herstellerangaben ein besonders robustes System mit günstigem Preis/Leistungsverhältnis erreicht werden konnte.

Bisher mussten nach dem Verfahren „Shape-from-Shading“ mit einer senkrecht auf das zu vermessende Objekt gerichteten Kamera nacheinander mindestens drei aus unterschiedlichen Winkeln beleuchtete Bilder aufgenommen werden. Aus den Einzelbildern kann dann die 3D-Oberfläche rekonstruiert werden. Mit dem hier vorgestellten und zum Patent angemeldeten modifizierten Verfahren werden die zeitraubenden Mehrfachaufnahmen durch eine einzige synchrone Bildaufnahme mit drei Kameras und speziellen Lampen mit teildurchlässigen, dielektrischen Spiegeln ersetzt. Da die Belichtungszeit nur ca. 100 µs beträgt, können nun auch bewegte Objekte aufgenommen werden. Außerdem wurde das Analyseverfahren so weiter entwickelt und parallelisiert, dass die Auswertegeschwindigkeit auf 20 Messungen/s erhöht werden konnte.

Das SPARC-System ist sehr gut dazu geeignet, dreidimensionale, stetige Oberflächen ohne Löcher und scharfe Kanten in Echtzeit zu erfassen. Anwendungsbeispiele sind die Kontrolle von Prägeschriften, Gravuren, Blindenschrift-Punkten und Schlagzahlen. Die Analyse erhabener Texturen von Leder, Textilien, Kunststoff oder Kartonagen weitere typische Applikationen.

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Ein wichtiges Einsatzgebiet ist die Messung von Rauigkeiten gemäß ISO 4287, beispielsweise von Schleifprofilen. Auch Holzoberflächen können so schnell und effizient beurteilt werden. Die Höhenauflösung beträgt bei einem Blickfeld von 15 cm ca. 20 µm und bei einem Gesichtsfelddurchmesser von 10 mm ca. 1 µm.

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