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Normkonforme Verfahren zur 3D Lochbildeinpassung in der Koordinatenmesstechnik

07.07.2016

Die PTB untersucht in Kooperation mit einer Herstellerfirma für industrielle Mehrkoordinatenmesssysteme  geeignete Verfahren für die rechnerische Montagesimulation mit 3D-Lochbildeinpassung. Diese kann beispielsweise zum Prüfen von Flanschverbindungen bei Windkraftanlagen eingesetzt werden.

Bei der Montage von zwei Flanschen (s.  Bild 1) müssen Zapfen mit unterschiedlichen Durchmessern gleichzeitig durch alle zugehörigen Bohrungen gesteckt werden können. Aufgrund von Fertigungsabweichungen sind einzelne Bohrungen jedoch windschief zueinander. Durch rechnerische 3D-Lochbildeinpassung mit einem idealen Gegenstück kann festgestellt werden, ob alle Bohrungen gleichzeitig passen.

 

Bild 1: Anforderungen bei der Montage von Flanschringen mit Zapfen

Ausgangspunkt für die Forschung sind Tolerierungsgrundsätze der Normen DIN EN ISO 1101 und DIN EN ISO 2692, welche zu Prüfaufgaben mit Montagesimulation führen. Für eine normkonforme Umsetzung mit Koordinatenmessgeräten stellt die PTB einen Leitfaden mit notwendigen Anforderungen bereit.

Heutige Flanschringe bei Windkraftanlagen haben bis zu 5 Meter Durchmesser mit mehr als 50 Bohrungen für die Montage. Dies stellt besondere Anforderungen an die Effizienz von Software für die 3D-Lochbildeinpassung, da Messdatensätze mit allen Bohrungen mehrere Millionen Einzelpunkte umfassen können. Die PTB hat zur Behandlung dieser Aufgaben einen neuartigen Referenzalgorithmus entwickelt mit dem hochgenaue Einpassungen deutlich effizienter als mit bisher genutzter Software berechnet werden können.

In weiteren Arbeitsschritten werden Softwaretests für die 3D-Lochbildeinpassung entwickelt. Dies umfasst Datensätze mit eindeutigen Lösungen sowie Auswertemethoden zum Vergleich von Berechnungsergebnissen. Die Resultate der Forschung und Entwicklung werden der Industrie in neuartigen Testdienstleistungen bereitgestellt.  

Das Vorhaben wird durch das BMWi im Rahmen des Forschungsprojekts „3D-Lochbildeinpassung für Koordinatenmesssysteme mit taktilen und optischen Sensoren sowie CT-Systemen“ gefördert. Die Arbeiten haben im April 2015 begonnen und sind auf 2,5 Jahre begrenzt. Langfristig soll durch die Arbeit die Qualität von Produkten in vielseitigen industriellen Bereichen wie der Automobilindustrie, Mikroelektronik und Medizintechnik nachhaltig verbessert werden.

 

Ansprechpartner:

Daniel Hutzschenreuter, FB 1. 1, AG 1. 14, E-Mail: Opens window for sending emailDaniel.Hutzschenreuter(at)ptb.de