3D-Messtechnik: Neue Verfahren für schnellere Entwicklungsprozesse

Wie lassen sich optische 3D-Messaufbauten mit Hilfe von KI effizienter realisieren und optimieren? Mit dieser Fragestellung beschäftigte sich in den vergangenen Jahren das Projekt KISSMe3D, bei dem die Hochschule Landshut mit dem Unternehmen Micro-Epsilon und dem Institut FORWISS der Universität Passau zusammenarbeitete und das nun erfolgreich abgeschlossen wurde. Die Ergebnisse präsentierte das Forschungsteam in der vergangenen Woche bei einer Abschlussveranstaltung. Die aus dem Projekt gewonnenen Erkenntnisse fließen künftig sowohl in die wissenschaftliche Arbeit als auch in industrielle Anwendungen ein und werden zudem in der Lehre genutzt. Über den Launch des Projekts hatte die Hochschule Landshut 2021 bereits hier berichtet.

Effizientere Verfahren für neue Messaufgaben

Im Zentrum des Projekts stand die Entwicklung einer neuen Vorgehensweise zur Auslegung optischer 3D-Messsysteme, mit der sich neue Messaufgaben schneller, flexibler und wirtschaftlicher lösen lassen. Ziel war es, solche Systeme effizienter an unterschiedliche Messaufgaben anzupassen. Bislang bedeutete die Auslegung neuer Messsysteme einen hohen Aufwand, da für jede neue Messaufgabe Sensoren und Systemaufbauten aufwendig angepasst, getestet und optimiert werden müssen. Die neuen Verfahren ermöglichen es nun, Entwicklungsprozesse deutlich zu beschleunigen, Kosten zu reduzieren und gleichzeitig die Messqualität zu erhöhen. Dadurch können nun neue Lösungen schneller bereitgestellt und bestehende Systeme gezielter weiterentwickelt werden.

Hohe Flexibilität als Mehrwert

Optische 3D-Messsysteme sind überall dort unverzichtbar, wo Oberflächen, Formen und Strukturen präzise und berührungslos erfasst werden müssen, etwa bei der Kontrolle von Spritzgussbauteilen, der Vermessung empfindlicher optischer Komponenten wie Linsen oder Displays oder bei der Inspektion anspruchsvoller Oberflächen in der industriellen Fertigung. Ein zentraler Fortschritt des Projekts liegt in der Kombination modellbasierter und datengetriebener Ansätze. Dadurch lassen sich Sensorsysteme flexibler und zielgerichteter konfigurieren und optimieren. Die entwickelten Verfahren wurden in verschiedenen Praxisszenarien erfolgreich erprobt. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass sich die entwickelten Ansätze für unterschiedliche Messprinzipien eignen – darunter Deflektometrie, Streifenlichtprojektion und Lichtschnitt. Die erarbeiteten Methoden können auch auf weitere Aufgaben in der 3D-Messtechnik und darüber hinaus übertragen werden. „Besonders erfreulich ist, dass im Rahmen dieses Projekts völlig neue Modellierungsansätze, die in dieser Form zuvor noch gar nicht verfügbar waren, direkt Eingang in die Anwendung gefunden haben“, erklärt Prof. Dr. Christian Faber, Projektleiter an der Hochschule Landshut.

Zusammenarbeit von Industrie und Wissenschaft als Erfolgsfaktor

Darüber hinaus unterstreichen die Projektpartner die Bedeutung verbesserter Simulationsmöglichkeiten sowie die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit, die maßgeblich zu den effizienteren Entwicklungsprozessen und den leistungsfähigeren Sensorlösungen beigetragen hat. Aufbauend auf den Ergebnissen sind bereits weitere Studien gemeinsam mit Industriepartnern geplant. Auch für die Wissenschaft liefert das Projekt wichtige Impulse. So fließen die an der Universität Passau und der Hochschule Landshut gewonnenen Erkenntnisse künftig direkt in die Lehre ein – unter anderem in Vorlesungen, Seminare und Praktika der Bachelor- und Masterausbildung. Dabei wurden Studierende frühzeitig in aktuelle Fragestellungen eingebunden und konnten so wertvolle Erfahrungen in der Forschung sammeln. Damit verdeutlicht KISSMe3D, wie die enge Verzahnung von Forschung und Industrie konkrete, praxisnahe Innovationen hervorbringen kann. 
 

Fotos: Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co.