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Messsoftware WinWerth®

Die universelle Messsoftware für Koordinatenmessgeräte mit Optik, Taster, Computertomografie und Multisensorik

Die Bedienung von Geräten mit unterschiedlichsten Sensoren, aber auch das Auswerten von Volumendaten und Punktwolken sind mit WinWerth® in einzigartiger Kombination möglich. Die Werth-Bildverarbeitungssoftware basiert auf 40 Jahren Erfahrung und ist die Grundlage der wohl derzeit leistungsstärksten Bildverarbeitungs-Sensorik für Koordinatenmessgeräte. Sowohl optische Abstandssensoren, konventionelle Taster im Einzelpunkt- oder Scanning-Betrieb, der Werth Fasertaster®, die Röntgen-Computertomografie oder auch Geräte mit einer Kombination mehrerer Sensoren werden durch das einheitliche Konzept unterstützt. Auch Messergebnisse in Form von Messpunkten, 2D-Bildern oder Volumendaten lassen sich hinsichtlich der geometrischen Eigenschaften oder mit Soll-Ist-Vergleich komfortabel auswerten. Um den unterschiedlichsten Anforderungen gerecht zu werden, verfügt die Software über einen modularen Aufbau. Es können verschiedene Geräte vom einfachen Messprojektor bis zum komplexen mehrachsigen Koordinatenmessgerät mit Multisensorik oder auch mit Röntgentomografie-Sensorik betrieben werden.

Moderne Koordinatenmessgeräte decken ein breites Spektrum unterschiedlich komplexer Aufgabenstellungen ab. Die Qualifikation der Gerätebediener reicht vom wenig geschulten Mitarbeiter, der nur gelegentlich einige Maße ermittelt, bis zum Spezialisten, der, alle technischen Möglichkeiten ausnutzend, auch sehr schwierige Messaufgaben bearbeitet. Die sehr unterschiedlichen Arbeitsweisen werden durch die Struktur der WinWerth® Software für die Gerätebedienung optimal unterstützt. So existieren z. B. mehrere Zugangsebenen, die auf die verschiedenen Qualifikationsniveaus der Bediener abgestimmt sind. Schnittstellen zu CAD-Systemen für den Solldatenimport und zu CAQ-Systemen für die statistische Auswertung ermöglichen die angepasste Einbindung der Koordinatenmessgeräte in Softwarestrukturen von Unternehmen.

 
Einfaches grafisch-interaktives Messen

Bildverarbeitung misst nahezu von allein

In der Praxis sollen oft „mal schnell“ einige wenige Maße an Fertigungsteilen bestimmt werden. Diese Aufgabe wird auch von Mitarbeitern ausgeführt, die sich nicht ständig mit der Bedienung von Koordinatenmessgeräten befassen. Um in diesem Umfeld ein effektives Arbeiten zu ermöglichen, wird die Bedienung auf das Notwendigste beschränkt. Die „Intelligenz“ der Messsoftware WinWerth® übernimmt dann z. B. die exakte Bestimmung des zu erfassenden Objektbereichs, die Auswahl des zu messenden Geometrieelements (z. B. Gerade, Kreis, Eckpunkt) sowie der Verknüpfungsalgorithmen zum Ermitteln von geometrischen Eigenschaften wie Distanzen, Winkel und Durchmesser.

Einfaches grafisch-interaktives Messen - Bildverarbeitung misst nahezu von allein
Messpunkte werden automatisch verteilt

Messpunkte werden automatisch verteilt

Bei komplizierteren Messaufgaben reicht die oben beschriebene Vorgehensweise nicht mehr aus. Der Bediener kann deshalb Teile der eigentlich automatisch ablaufenden Vorgänge (Fenster setzen, Element auswählen) selbst übernehmen und sich schrittweise in die detailliertere Steuerung der Messabläufe einarbeiten. Zur Unterstützung werden unter Berücksichtigung der notwendigen Umfahrwege automatisch Messpunkte oder Scanspuren auf den zu messenden Geometrieelementen verteilt. Auf diese Weise vorgegebene Messabläufe können gespeichert und im Wiederholungsfall als automatischer Ablauf aufgerufen werden.

 
Programmieren komplexer Messabläufe

Anwendergerechte Darstellung des Prüfplans in der Bedienoberfläche

Die Programmierung der Messabläufe wird durch entsprechende Werkzeuge der Messsoftware WinWerth® unterstützt. Die Sensoren werden auf der Bedienoberfläche des Multisensor-Koordinatenmessgeräts direkt angewählt. Ein »Merkmalsbaum« stellt den Prüfplan und damit den Aufbau des Messprogramms in einer baumartigen Struktur dar. Hierin werden die Zusammenhänge zwischen geometrischen Eigenschaften, Geometrieelementen und Technologieparametern wie z. B. Sensorart, Beleuchtungseinstellung, Scangeschwindigkeit, Auswertealgorithmus und gültige Ausrichtung sichtbar. Parallel zum Merkmalsbaum werden die geometrischen Elemente und die Merkmale mit den zugehörigen Messergebnissen auch in der grafischen Darstellung des Messablaufs und im numerischen Messprotokoll angezeigt. Verknüpfungsoperationen zu Geometrieelementen (Schnittpunkt, Schnittgerade) oder geometrischen Eigenschaften (Abstand, Rechtwinkligkeit) können entweder im Merkmalsbaum oder in der grafischen Ansicht programmiert werden.

Programmieren komplexer Messabläufe - Anwendergerechte Darstellung des Prüfplans in der Bedienoberfläche
Testen und Ändern leicht gemacht

Testen und Ändern leicht gemacht

Über den Merkmalsbaum in der WinWerth® Bedienoberfläche wird auch der Test- und Änderungsmodus gesteuert, in dem sich Programme schrittweise abarbeiten lassen und Änderungen ergänzt werden können. Ein parallel dazu verfügbarer Texteditor gestattet routinierten Bedienern die direkte Eingabe bzw. Änderung des DMIS-Programcodes während des Einlernens von Programmen. Durch Markieren mit der Maus kann ein Programmteil als Schleife für wiederholte Abarbeitung definiert oder als Unterprogramm ausgelagert werden. Mithilfe des merkmalsorientierten Messens lassen sich ausgewählte funktionsrelevante Prüfmaße bestimmen.

 
Messen mit CAD-Daten

Einfache Bedienung mit CAD-Online®

Ein weiterer Vorteil des in WinWerth® integrierten CAD-Moduls ist, dass sich die CAD-Information zum Positionieren des Koordinatenmessgeräts nutzen lässt. Diese Technik stellte Werth, wohl als erster Hersteller von Koordinatenmessgeräten, bereits Mitte der 1990er Jahre unter dem Begriff CAD-Online® vor. Der gesamte Messablauf kann durch Anwählen der geometrischen Merkmale am CAD-Modell gesteuert werden. Das Messgerät fährt automatisch die generierten Messpositionen an und misst mit der gewählten Sensorik.
Auf diese Weise können z. B. mit Tastern automatisch Messpunkte als Punktewolken erfasst oder größere Flächen mit dem Werth 3D-Patch oder konfokalen Sensoren durch automatisches Aneinandersetzen der Einzelmessungen in hoher Auflösung gemessen werden. Technologieparameter wie die Beleuchtungseinstellung für den Bildverarbeitungssensor können durch direkte Bedienung am Messgerät unter Berücksichtigung der Wechselwirkung zwischen Beleuchtung, Messobjekt und Abbildungssystem eingestellt werden. Durch automatische Modifikation der Bewegungsabläufe auf der Grundlage der Werkstück- und Geräte- bzw. Sensorgeometrie werden Kollisionen vermieden.

Messen mit CAD-Daten - Einfache Bedienung mit CAD-Online®
Zeitsparendes Programmieren mit CAD-Offline®

Zeitsparendes Programmieren mit CAD-Offline®

Die Messsoftware WinWerth® kann auch ohne das Messgerät auf einer CAD-Offline® Arbeitsstation betrieben werden. Auch hier war Werth Vorreiter und lieferte bereits Anfang der 1990er Jahre Lösungen an Kunden. Hier werden die Prüfprogramme nur am CAD-Modell erstellt und getestet. Am 3D-CAD-Modell eines Werkstücks erfolgt die Gerätesimulation zur Offline-Programmierung. Die Kollisionsbetrachtung erfolgt im Hintergrund. Mit CAD-Offline® wird teure Maschinenzeit eingespart. Die Prüfpläne sind bereits fertiggestellt, wenn das erste Werkstück bzw. Messobjekt gefertigt ist. Messobjektbezogene Einflussfaktoren können dann in einem Testlauf im Einzelschrittbetrieb nachbearbeitet werden. Online und offline kann mit einem durchgängigen Bedienkonzept aus einer Hand gearbeitet werden und es wird für die „Richtigkeit“ der Messergebnisse gesorgt. Bei vom Messgerätehersteller unabhängigen Programmierarbeitsplätzen ist dies nicht der Fall.

PMI-Informationen erleichtern die Arbeit

Viele CAD-Systeme bieten mittlerweile die Möglichkeit, PMI-Daten (Product and Manufacturing Information) zu integrieren. Die hieraus resultierenden CAD-Datensätze enthalten zusätzlich zur Geometriebeschreibung der CAD-Elemente auch die vom Konstrukteur festgelegten Bemaßungen. Bei Auswahl der geometrischen Eigenschaften werden von der Messsoftware WinWerth® Messpunkte oder Scanspuren auf allen Geometrieelementen verteilt, die zur Lösungsfindung zu verknüpfen sind, und der Messablauf zumindest teilweise automatisch erstellt. Aufgrund der erhöhten Anforderungen bei der Erstellung des CAD-Modells ist diese Lösung leider noch wenig verbreitet.

Soll der komplette Messablauf vollautomatisch generiert werden, müssen sämtliche notwendigen Parameter in den PMI-Daten hinterlegt sein oder durch die Messoftware automatisch bestimmt werden. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, können beispielsweise die kompletten Messabläufe für die Messung eng tolerierter Metallwerkzeuge zur Herstellung der Spritzgussformen für Kontaktlinsen vollautomatisch in WinWerth® erstellt werden. Die Messung erfolgt mit einem Multisensor-Koordinatenmessgerät durch eine Kombination optischer Abstandssensorik mit Bildverarbeitung und unter Zuhilfenahme einer automatischen Dreh-Schwenk-Achse für das Werkstück.

PMI-Informationen erleichtern die Arbeit
 
Werth-Bildverarbeitung - Bilder perfekt auswerten für Optik und Computer-Tomografie
Werth-Bildverarbeitung

Bilder perfekt auswerten für Optik und Computer-Tomografie

Auch die Bildverarbeitungsalgorithmen, mit denen die Bildinhalte ausgewertet und die Messpunkte ermittelt werden, beeinflussen wesentlich die Qualität der Messergebnisse von Bildverarbeitungssensoren oder die Auswertung von Schnitten beim Tomografieren. Die Auswertung wird heute überwiegend durch PC-Hard- und -Software realisiert. In einem ersten Verarbeitungsschritt kann das Bild mit Bildfiltern verbessert werden (Kontrast optimieren, Oberflächenstörungen glätten).

Kontur-Bildverarbeitung für zuverlässiges Messen

Bei der Konturbildverarbeitung wird das Bild innerhalb eines Auswertefensters als flächenhaftes Ganzes betrachtet. In diesem Bild werden durch geeignete mathematische Algorithmen (Operatoren) Konturen extrahiert. Jeder Bildpunkt einer Kontur entspricht einem Messpunkt. Die Messpunkte werden wie in einer Perlenkette aneinandergereiht. Dies ermöglicht, Störkonturen durch Oberflächenstrukturen, Ausbrüche und Verschmutzungen beim Messen zu erkennen und herauszufiltern (Konturfilter), ohne die Form der Konturen zu verändern. Wichtig für den praktischen Einsatz ist, dass innerhalb eines Fangbereichs mehrere Konturen unterschieden werden können. Moderne Systeme interpolieren in einem weiteren Schritt die Koordinaten der Messpunkte innerhalb des Pixelrasters und erlauben so höhere Genauigkeiten.

Kontur-Bildverarbeitung für zuverlässiges Messen
Rasterscanning: Auflösung unabhängig vom Messbereich

Rasterscanning: Auflösung unabhängig vom Messbereich

Konturen größer als das Sehfeld des jeweiligen Objektivs können durch automatische Konturverfolgung in Verbindung mit den CNC-Achsen des Koordinatenmessgeräts als Ganzes erfasst werden (Konturscanning). Dieses Scanningverfahren eignet sich gut, um wenige relativ große Konturen z. B. an Stanzwerkzeugen zu überprüfen.

Eine weitere Methode, um größere Bereiche des Werkstücks zu erfassen, ist das „Rasterscanning HD“. Hierbei nimmt der Bildverarbeitungssensor während der Bewegung mit hoher Frequenz Bilder des Werkstücks auf. Diese werden durch Resampling zu einem Gesamtbild mit bis zu 4000 Megapixeln (Stand 2021) überlagert. Bei der „Im Bild“-Auswertung lassen sich dann beispielsweise 100 Bohrungen in 3 s messen. Durch das Messen auch großer Bereiche mit hoher Vergrößerung und die Mittelung über mehrere Bilder, die das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert, wird die Genauigkeit ebenfalls erhöht. Das Verfahren kann an die Anforderungen der Messaufgabe angepasst werden.

Volumenschnittsensor

Mit der 2D-Konturbildverarbeitung und den zugehörigen Bildverarbeitungsfiltern kann auch in beliebigen Schnitten des CT-Volumens oder der Punktewolke gemessen werden. Damit ist unter anderem das Messen von Werkstücken aus mehreren Materialien besonders einfach.

Volumenschnittsensor
 
Spezielle Messmethoden für Computer-Tomografie - Steigerung der Auflösung und Erweiterung des Messbereichs durch Rastern
Spezielle Messmethoden für Computer-Tomografie

Steigerung der Auflösung und Erweiterung des Messbereichs durch Rastern

Bei der Rastertomografie werden nacheinander mehrere Abschnitte des Messobjekts erfasst und die zugehörigen Bilderstapel gespeichert. Es kann entlang der Drehachse (X-Rastern), senkrecht zur Drehachse (Y-Rastern) und in beiden Richtungen (XY-Rastern) gerastert werden. Während der Auswertung werden die entsprechenden Pixel- bzw. Voxelinformationen für das gesamte Objekt zusammengefügt. Dies erfolgt ohne Stitching ausschließlich mithilfe der hochgenauen Koordinatenachsen. Durch das Erfassen eines kleineren Werkstücks in höherer Vergrößerung mit mehreren Rasterschritten wird die Auflösung gesteigert, durch das Erfassen eines großen Werkstücks in mehreren Abschnitten der Messbereich erweitert.

Exzentrische Ausschnitte hoch aufgelöst tomografieren und messtechnisch verknüpfen mit Multi-ROI-CT

Die Exzentrische Tomografie erlaubt es, das Werkstück beliebig auf dem Drehtisch zu platzieren (Patent). Ein aufwendiges und zeitintensives Ausrichten des Werkstücks entfällt, der Bedienkomfort wird gesteigert. Mit Hilfe der Ausschnittstomografie oder auch ROI-Tomografie (ROI: Region of Interest) werden Teilbereiche des Messobjekts mit hoher Auflösung gemessen, ohne das gesamte Messobjekt z. B. mit Rastertomografie vollständig hochauflösend und damit zeit- und speicheraufwendig zu erfassen. Die Multi-ROI-Tomografie bietet eine Kombination der Vorteile aus Exzentrischer und Ausschnittstomografie. Auch mehrere hoch aufzulösende Teilbereiche können an beliebigen Positionen im Messobjekt gewählt werden.

Exzentrische Ausschnitte hoch aufgelöst tomografieren und messtechnisch verknüpfen mit Multi-ROI-CT
Mehr-Material-Werkstücke messen mit Zwei-Spektren-Tomografie

Mehr-Material-Werkstücke messen mit Zwei-Spektren-Tomografie

Bei der röntgentomografischen Messung von Metall-Kunststoff-Komponenten wie z. B. bestückten Steckverbindern verursachen die Metallpins häufig Artefakte durch Strahlaufhärtung und Streustrahlung, die die Messungen am Kunststoffgehäuse erschweren. In der Zwei-Spektren-Tomografie verknüpft die Messsoftware zwei CT-Messungen bei unterschiedlicher Kathodenspannung zu einem Volumen. Die Strahlungsspektren sind auf die beiden Materialien abgestimmt.

Reduzierung der Messzeit durch kontinuierliches Drehen der Geräteachse mit OnTheFly-CT

Bei der Tomografie im herkömmlichen Start-Stopp-Betrieb wird die Drehbewegung für die Aufnahme eines jeden Durchstrahlungsbilds unterbrochen, damit während der Belichtung keine Bewegungsunschärfe entsteht. Die OnTheFly-Tomografie ermöglicht eine Einsparung von Totzeiten zum Positionieren des Werkstücks durch kontinuierliches Drehen. Mit diesem Verfahren kann einerseits die Messzeit bei gleicher Datenqualität stark reduziert werden, andererseits lässt sich bei gleicher Messzeit die Datenqualität und somit die Messunsicherheit verbessern.

Reduzierung der Messzeit durch kontinuierliches Drehen der Geräteachse mit OnTheFly-CT
Zunehmende Automatisierung

Automatisch Werkstücke messen

Unabhängig von der Art der Programmerstellung kann der Messablauf vom Messgerät automatisch oder halbautomatisch (bei manuell betriebenen Geräten) abgearbeitet werden. Das Gerät lässt sich hierdurch auch von Anwendern nutzen, die den Prüfvorgang nicht im Detail kennen. Die Bedienung ist auf das Einlegen der Teile, das Bestimmen ihrer Lage durch Messen eines Koordinatensystems am Werkstück (Vorlauf) und den Programmstart reduziert. Der Vorlauf kann durch Verwendung von Aufnahmevorrichtungen automatisiert werden oder sogar entfallen. Solche Vorrichtungen können auch mehrere Werkstücke gleichzeitig aufnehmen (Paletten). Dadurch lassen sich die Rüstzeiten verringern. Die Software WinWerth® wiederholt dann automatisch den Messablauf an den verschiedenen Orten der Palette.

Integriert in den Fertigungsablauf

Für in der Messgerätebedienung ungeschulte Anwender bietet WinWerth® die Möglichkeit, lediglich die Teilenummer auszuwählen und mit ihr einen automatischen Programmablauf zu starten. Dies kann alternativ durch Scannen eines Strichcodes auf dem Fertigungsauftrag erfolgen. Eine automatische Störungsbehandlung hilft z. B. bei nicht sachgerechtem Einlegen der Teile.

Alternativ lässt sich ein Werkstückwechselsystem (Gebrauchsmuster) ohne weitere Vorkehrungen für den Strahlenschutz in das Gehäuse der TomoScope® Koordinatenmessgeräte integrieren. Mit mehreren fertig bestückten Paletten sind so Messungen über Nacht und am Wochenende möglich.

Auch eine automatische Bestückung durch Zuführeinrichtungen ist integrierbar. Hierfür können die Messprogramme maschinenfern an Offline-Arbeitsplätzen vorbereitet werden. Die Werkstücke werden über eine Schleuse in den Sicherheitsbereich des Roboters eingebracht. Bei Werkstücken wie zum Beispiel Ventilblöcken, Gehäuse- und Gussteilen werden so nahezu im Halbminutentakt die geometrischen Eigenschaften ermittelt, ein Soll-Ist-Vergleich mit der Messpunktewolke eines Meisterteils durchgeführt und die Werkstücke auf Defekte wie Grate geprüft. Die Messergebnisse lassen sich mit Hilfe parallel arbeitender Auswerterechner ermitteln und in einem gemeinsamen Protokoll zusammenführen, auch mit den Messergebnissen verketteter Multisensorgeräte.

Integriert in den Fertigungsablauf
Mit WinWerth® Scout in der Produktion gezielt auf Messergebnisse zugreifen

Mit WinWerth® Scout in der Produktion gezielt auf Messergebnisse zugreifen

Die WinWerth® Scout Bedienoberfläche ermöglicht einen schnellen und einfachen Zugriff auf alle Messprozesse im Unternehmen. Messaufträge, die noch in Bearbeitung sind, werden in einer Liste geführt. Dort steht neben der Identifikationsnummer des Auftrags der aktuelle Status, wie zum Beispiel „Auftrag gestartet“, „Tomografie“, „Taktile Messung“ oder „Auswertung“. Fertiggestellte Aufträge werden automatisch in eine weitere Liste verschoben und entsprechend ihres Status farblich gekennzeichnet: grün für „in Toleranz“, gelb für „Eingriffsgrenze“ und rot für „außer Toleranz“.

Werden mehrere Werkstücke gleichzeitig gemessen, erzeugt man eine oder mehrere Werkstückgruppen. Klickt man in der Liste der fertigen Messungen auf einen Messauftrag, öffnet sich ein weiteres Fenster mit einer Liste aller gemessenen Werkstückgruppen oder Werkstücke, deren Status ebenfalls farbcodiert dargestellt wird.

Mit Klick auf die Gruppe oder das Werkstück in der Listenansicht öffnet sich der WinWerth® 3D-Viewer. Bei Werkstückgruppen erscheint eine Übersichtsdarstellung der Werkstückelemente. Die Werkstückelemente werden als Kugeln dargestellt, deren Farbe den Status der Werkstücke wiedergibt. Bei Rechtsklick auf das interessierende Werkstückelement öffnet sich eine Auswahlliste mit den Ergebnisdarstellungen für das jeweilige Werkstück.

 
Soll-Ist-Vergleich

Abweichungen des Werkstücks zum Sollzustand werden farbcodiert dargestellt

Um die Abweichung der Werkstückgeometrie gegenüber den Sollwerten zu veranschaulichen, ist ein Vergleich zu den CAD-Daten mit einer farbcodierten Darstellung der Abweichungen in WinWerth® geeignet. Zwingend erforderlich ist dieses Verfahren zur Prüfung von Freiformflächen. Zum Messen werden die interessierenden Bereiche des Objekts gescannt oder als Punktewolke erfasst. Anschließend vergleicht WinWerth® die gemessenen Werte mit dem CAD-Modell. Das Ergebnis wird jeweils durch vektorielle oder farbcodierte Darstellung der Abweichungen vom CAD-Modell dokumentiert. Diese Auswertung kann als Bestandteil des Messablaufs am Gerät oder im Offline-Modus an einem separaten Auswerteplatz erfolgen. Die Farben der Messpunkte verdeutlichen die Abweichung zwischen Soll und Ist. Zur Einbeziehung der Teiletoleranzen in die Darstellung erfolgt eine Unterteilung in vier Basisklassen:

  • positiv innerhalb Toleranz
  • negativ innerhalb Toleranz
  • positiv außerhalb Toleranz
  • negativ außerhalb Toleranz

Der Betrag der Abweichung wird über die Farbe kodiert dargestellt. Alternativ kann der Anwender Farbcodierungen entsprechend seinen Wünschen konfigurieren.

Soll-Ist-Vergleich - Abweichungen des Werkstücks zum Sollzustand werden farbcodiert dargestellt
Bei der Wahl des Bezugssystems stehen alle Möglichkeiten offen

Bei der Wahl des Bezugssystems stehen alle Möglichkeiten offen

Je nach Aufgabenstellung erfolgt die Berechnung bzw. Darstellung der Messergebnisse entweder in einem Bezugskoordinatensystem, das vorher eingemessen wurde (z. B. Fahrzeugkoordinaten im Automobilbau), oder in einem Koordinatensystem, das durch optimale Einpassung ausgewählter Flächenbereiche relativ zum CAD-Modell erzeugt wurde.

Am Beispiel eines 2D-Schnitts lassen sich die beiden Einpass-Strategien WinWerth® BestFit und ToleranceFit® gut veranschaulichen. Im ersten Fall wird die Lage der gemessenen Punkte durch Minimieren der Abstände zu den Sollpunkten optimiert. Da Toleranzen verschiedener Objektbereiche beim Einpassen nicht berücksichtigt werden, stellt man unter Umständen Toleranzüberschreitungen fest, obwohl die Toleranz durch Verschieben des Koordinatensystems eingehalten werden könnte. Für die Qualitätskontrolle eignet sich dieses Verfahren deshalb nur bedingt.

Das Optimierungskriterium bei WinWerth® ToleranceFit® ist, den Abstand zwischen Messpunkt und Toleranzgrenze möglichst groß bzw., falls der Messpunkt außerhalb der Toleranzgrenze liegt, die Toleranzüberschreitung möglichst klein zu halten. Nach dem BestFit Verfahren als fehlerhaft erkannte (rote Bereiche vorhanden), tatsächlich aber nicht fehlerhafte Objekte, können nach dem ToleranceFit® Verfahren als funktionsfähig eingestuft werden. Die Kontur wird wie mit einer Lehre überprüft.

Messergebnisse werden in die Fertigung rückgeführt

Um die gemessenen bzw. berechneten Abweichungen in den Fertigungsprozess einfließen zu lassen, können die Vorgabedaten mit WinWerth® FormCorrect modifiziert werden. Hierfür werden die Abweichungen zwischen dem ursprünglichen CAD-Modell und den Messdaten eines Musterwerkstücks ermittelt und am Modell gespiegelt. Daraus generiert die Messsoftware ein korrigiertes CAD-Modell, mit dem systematische Fertigungsabweichungen des Kunststoffspritzgussprozesses und des 3D-Drucks kompensiert werden können. Für hochauflösende Korrekturen und zur Modifikation auch innenliegender Flächen empfiehlt sich der Einsatz von Koordinatenmessgeräten mit Röntgen-Computertomografie. Ein ähnliches Vorgehen ist mit der 2D-BestFit Software möglich. Die Werkzeugkorrektur kann sowohl beim Einfahren neuer Schneidwerkzeuge (Profilschleifen, Formfräsen) als auch beim Drahterodieren zur Korrektur von Positionierabweichungen eingesetzt werden.

Messergebnisse werden in die Fertigung rückgeführt
Automatische Graterkennung

Automatische Graterkennung

Eine besondere Kompetenz von Werth ist die automatische Erkennung und Messung von Graten oder Spänen während des Messablaufs. Als Ergebnis erhält man eine farbcodierte Abweichungsdarstellung des Grates sowie die maximale Gratlänge. Bei der Abweichungsdarstellung werden wahlweise nur die Stellen gezeigt, an denen die Gratlänge die Toleranzgrenzen überschreitet. Über Analysemarker kann zusätzlich die Gratlänge entlang des gesamten Grates numerisch angezeigt werden. Beispielsweise wird alle 0,5 mm ein Fähnchen gesetzt, das die maximale lokale Gratlänge enthält.

 
Punktewolken auswerten

Punktewolken von optischen Sensoren oder Computer-Tomografie einfach auswerten

Liegen keine CAD-Daten vor, kann die Auswahl der Messpunkte durch den Bediener interaktiv erfolgen. In WinWerth® ist sowohl das direkte Anwählen mit der Maus als auch die automatische Zerlegung in Regelgeometrieelemente möglich. Dazu werden ausgehend von einem Startpunkt so lange automatisch weitere Punkte rundum hinzugenommen, bis sich die Formabweichung des gewählten Elements (z. B. Zylinder) merklich vergrößert. Dies signalisiert, dass die Grenzen des Elements erreicht sind, und der Vorgang wird abgeschlossen.

Effektiver ist es, die Messabläufe unter Hinzuziehung von 3D-CAD-Daten festzulegen. Durch einfaches Anwählen von CAD-Elementen erfolgt automatisch die Auswahl der notwendigen Messpunkte. Hierbei werden ausgehend von der Anwahl von CAD-Patches unter Berücksichtigung von vorgegebenen Randabständen alle Messpunkte des gemessenen Objekts selektiert, die diesem Patch geometrisch zuzuordnen sind. Dadurch erfolgt eine komplette Erfassung der Form des entsprechenden Elements mit der maximalen Punkteanzahl.

In der Praxis ist es üblich, Zeichnungsmaße in 2D-Ansichten und Schnitten zu definieren. Diesem Sachverhalt muss auch bei der Auswertung von tomografisch erzeugten Messdaten Rechnung getragen werden. Hierfür können Ebenen im Werkstückkoordinatensystem definiert und sowohl mit den CAD-Solldaten als auch mit der Istpunktewolke geschnitten werden. WinWerth® extrahiert automatisch Konturen, die die Solldaten und die Istkonturen repräsentieren. Zum Auswerten der 2D-Maße in derart erstellten Schnittkonturen werden die gleichen Softwarefunktionen herangezogen, die auch zum Auswerten von mit einer Bildverarbeitung oder einem Taster gescannten Konturen verfügbar sind.

Punktewolken auswerten - Punktewolken von optischen Sensoren oder Computer-Tomografie einfach auswerten
 
Volumendaten auswerten - Prüfen der Materialstruktur und Analyse montierter Baugruppen
Volumendaten auswerten

Prüfen der Materialstruktur und Analyse montierter Baugruppen

In WinWerth® steht auch eine Auswahl an Softwarewerkzeugen zur Materialanalyse an den Volumendaten zur Verfügung. Die Darstellung der Volumendaten ist in das 3D-Modul der Messsoftware WinWerth® integriert. Das Volumen wird in Form von Grauwerten visualisiert, die die Dichte des Materials repräsentieren. Im Allgemeinen wird das Volumen mit zunehmender Dichte heller dargestellt. Drei unterschiedliche Ansichten können parallel genutzt und einzeln aus- beziehungsweise eingeblendet werden. Es besteht die Möglichkeit, das gesamte Volumen, also alle Voxel mit ihrem jeweiligen Grauwert anzuzeigen. In der Darstellung „ISO-Oberfläche“ werden nur Voxel mit dem gewähltem Grauwert wiedergegeben. 2D-Schnitte können nach Auswahl der Schnittebene ebenfalls dargestellt werden. Alle Varianten sind dreidimensional drehbar dargestellt und lassen sich so von allen Seiten analysieren. CAD-Modell, Voxelvolumen und Messpunktewolke werden im selben Koordinatensystem überlagert abgebildet. Sie lassen sich durch Farb- und Transparenzeinstellung angenehm visualisieren und zum Auswerten der Daten nutzen. Das gesamte Werkstück kann virtuell Ebene für Ebene abgetragen und geprüft werden.

Spezielle Softwarewerkzeuge dienen der automatischen Identifikation von Lunkern oder Einschlüssen im Messobjekt. Diese können erkannt, nach der Größe klassifiziert und entsprechend ihrer Klassenzuordnung gezählt werden. So kann eine vollautomatische Auswertung mit Tolerierung durchgeführt werden. Auch können die identifizierten Störungen entsprechend ihrer Größe farbcodiert grafisch dargestellt werden. Ähnliche Softwarewerkzeuge existieren z. B. auch für die Rissprüfung. Auch Materialunregelmäßigkeiten durch Fasern lassen sich visuell überprüfen. Mit derselben Software können auch montierte Baugruppen analysiert werden.

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