TY - THES

T1 - Methodenentwicklung und Software-Implementierung für die automatische Messdatenauswertung einer optischen Profilvermessungsanlage

AU - Prüller, Michael

N1 - gesperrt bis 16-05-2027

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Diese Arbeit präsentiert die Entwicklung und den Test eines Algorithmus zur Auswertung der Daten einer optischen Profilvermessungsanlage. Die Evaluierungssoftware ist für offene und geschlossene Profilquerschnitte geeignet. Die von zwei Lasertriangulationssensoren akquirierten Daten werden automatisch ausgewertet und mit den Informationen einer technischen Zeichnung verglichen. Die durch die Messdaten abgebildete Profilkontur muss aufgrund der komplexen Profilquerschnitte und der damit verbundenen möglichen Totbereiche der Sensoren nicht unbedingt durchgängig sein. Aufgrund etwaiger Verformungen der produzierten Profile, kann diese Aufgabe nicht als Registrierungsproblem dargestellt werden, da ein affiner Zusammenhang von gemessenen und CAD-Daten nicht immer gegeben sein muss. Der Messdatenauswertungsalgorithmus ermöglicht eine vollständige und automatische geometrische Qualitätsprüfung der gefertigten Profile. Darüber hinaus kann ein besseres Verständnis für den Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften oder Prozessparametern des Profilierprozesses und den geforderten Qualitätskriterien gewonnen werden. Das Herzstück der Auswertung stellt ein allgemein einsetzbarer Segmentierungsalgorithmus dar, welcher eine aus Messdatenpunkten bestehende Kontur in die entsprechenden Linien- und Kreiselemente separiert. Im ersten Schritt wird dabei eine Grobsegmentierung erstellt, basierend auf dem Prinzip der zweidimensionalen Kreuzkorrelation. Danach erfolgt eine iterative Feinsegmentierung. Die geometrischen Eigenschaften der einzelnen Elemente werden abschließend mit einem Konturfit berechnet. Diese Berechnung wird zuerst ohne und anschließend mit Randbedingungen, die aus a-priori Wissen bezüglich des Fertigungsprozesses definiert werden, durchgeführt. Bei der Entwicklung wurde besonders darauf geachtet, die erforderliche Rechenleistung zu minimieren, damit der Algorithmus für Serienauswertungen geeignet ist. Dies erfolgt auf Basis der vorherigen Berechnungen von spezifischer Informationen zum Profilquerschnitt unter Zuhilfenahme der CAD-Zeichnung, sowie durch eine effiziente Programmstruktur. Der Algorithmus wurde erfolgreich angewendet um Reverse Engineering von kaltgewalzten Profilen durchzuführen.

AB - Diese Arbeit präsentiert die Entwicklung und den Test eines Algorithmus zur Auswertung der Daten einer optischen Profilvermessungsanlage. Die Evaluierungssoftware ist für offene und geschlossene Profilquerschnitte geeignet. Die von zwei Lasertriangulationssensoren akquirierten Daten werden automatisch ausgewertet und mit den Informationen einer technischen Zeichnung verglichen. Die durch die Messdaten abgebildete Profilkontur muss aufgrund der komplexen Profilquerschnitte und der damit verbundenen möglichen Totbereiche der Sensoren nicht unbedingt durchgängig sein. Aufgrund etwaiger Verformungen der produzierten Profile, kann diese Aufgabe nicht als Registrierungsproblem dargestellt werden, da ein affiner Zusammenhang von gemessenen und CAD-Daten nicht immer gegeben sein muss. Der Messdatenauswertungsalgorithmus ermöglicht eine vollständige und automatische geometrische Qualitätsprüfung der gefertigten Profile. Darüber hinaus kann ein besseres Verständnis für den Zusammenhang zwischen Materialeigenschaften oder Prozessparametern des Profilierprozesses und den geforderten Qualitätskriterien gewonnen werden. Das Herzstück der Auswertung stellt ein allgemein einsetzbarer Segmentierungsalgorithmus dar, welcher eine aus Messdatenpunkten bestehende Kontur in die entsprechenden Linien- und Kreiselemente separiert. Im ersten Schritt wird dabei eine Grobsegmentierung erstellt, basierend auf dem Prinzip der zweidimensionalen Kreuzkorrelation. Danach erfolgt eine iterative Feinsegmentierung. Die geometrischen Eigenschaften der einzelnen Elemente werden abschließend mit einem Konturfit berechnet. Diese Berechnung wird zuerst ohne und anschließend mit Randbedingungen, die aus a-priori Wissen bezüglich des Fertigungsprozesses definiert werden, durchgeführt. Bei der Entwicklung wurde besonders darauf geachtet, die erforderliche Rechenleistung zu minimieren, damit der Algorithmus für Serienauswertungen geeignet ist. Dies erfolgt auf Basis der vorherigen Berechnungen von spezifischer Informationen zum Profilquerschnitt unter Zuhilfenahme der CAD-Zeichnung, sowie durch eine effiziente Programmstruktur. Der Algorithmus wurde erfolgreich angewendet um Reverse Engineering von kaltgewalzten Profilen durchzuführen.

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M3 - Masterarbeit

ER -