ZusammenfassungAdditive Fertigungstechnologien wurden in den vergangenen Jahren bzgl. Verfahren und Druckmaterialien weiterentwickelt, so dass heute Freiformoptiken in optischer Güte durch 3D-Drucker gedruckt werden können. Durch die schnelle Fertigung von Freiformoptiken entstehen neue Möglichkeiten für die optische Messtechnik, da durch Variation der Form und Größe von Optikelementen mit geringem Aufwand spezifisch an Applikationen angepasste Sensorsysteme gefertigt werden können. In diesem Beitrag werden nun exemplarisch zwei Sensorapplikationen aus dem Bereich der industriellen In-Line-Messtechnik dargestellt, die jeweils ein additiv gefertigtes Optikelement enthalten. Zunächst wird ein auf Lasertriangulation basierendes Sensorsystem zur Vermessung von Turbinenschaufeln dargestellt. Dieses System beinhaltet eine additiv gefertigte transparente Freiformoptik im Beleuchtungsstrahlengang, die zur lückenlosen Generierung einer Laserlinie auf einer komplexen 3D-Oberfläche genutzt wird. Im zweiten Applikationsbeispiel wird ein miniaturisierter Sensor beschrieben, der die dreidimensionale Erfassung des Innenraums von kleinen Kavitäten ermöglicht. Dieses auf dem Lichtschnittprinzip basierende System beinhaltet ein gedrucktes Spiegelelement, durch das ein spezifisches Abtastsignal innerhalb einer Kavität erzeugt wird.
Zusammenfassung
Zur Verwendung von Bildaufnahmen zu messtechnischen Zwecken werden verzeichnungsfreie Bildaufnahmen benötigt. Besteht durch die Rahmenbedingungen des Optikaufbaus keine Möglichkeit verzeichnungsarme Optiken zu verwenden, können verzeichnete Bildaufnahmen nachträglich durch Software-Algorithmen korrigiert werden. In dieser Publikation wird ein solcher Vorgang zur Korrektur radialer Verzeichnungseffekte für einen 3D-Lichtschnittsensor dargestellt. Der Kalibriervorgang wurde für einen 3D-Sensor entwickelt, findet jedoch mit Bildern in 2D statt. Die Auswahl passender Kalibrierobjekte sowie die Beschreibung der Verzeichnungseffekte durch eine entsprechende Korrekturfunktion basierend auf einer Taylor-Reihe wird in der Publikation dargestellt. Der Korrekturvorgang findet durch einen Optimierungsalgorithmus statt und wird zur Minimierung einer Gütefunktion genutzt, welche verbleibende Verzeichnungsfehler beschreibt. Der dargestellte Vorgang beinhaltet eine Verzeichnungskorrektur mit einer Genauigkeit im zweistelligen Mikrometerbereich für ein Weitwinkelobjektiv.
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