Funktionsweise

ATOS ist ein auf Streifenprojektion basierender optischer 3D-Scanner, der rückverfolgbare 3D-Koordinaten liefert.


Seit über 20 Jahren in der Industrie bewährt

Die 3D-Scanner der Baureihe ATOS wurden 1995 vorgestellt und werden seitdem unter Einsatz bewährter Technologie kontinuierlich weiterentwickelt. Optische 3D-Messtechnik und vollflächige Bauteilmessungen sind heute Standard in fast allen Industriezweigen weltweit. ATOS wird mit moderner Hard- und Software entwickelt und liefert präzise Messergebnisse für industrielle Anwendungen.


Die Messung mit ATOS Core ist ein einfacher Prozess, der in drei Arbeitsschritten erfolgt:

Sensorpositionierung und Messung

Der ATOS-Sensor wird manuell oder automatisch frei vor dem Werkstück positioniert. Nach jeder Messung wird der Sensor oder das Werkstück bewegt, um Bereiche außerhalb des vorherigen Scans zu erfassen. Alle Einzelmessungen werden automatisch in ein gemeinsames Koordinatensystem transformiert und ergeben eine vollständige 3D-Punktewolke.

Auswertung

Das berechnete Polygonnetz beschreibt Freiformflächen und Regelgeometrien. Es kann durch einen Flächenvergleich mit einer technischen Zeichnung oder direkt mit einem CAD-Datensatz überprüft werden. Eine 3D-Oberflächenanalyse sowie eine 2D-Analyse von Querschnitten oder Punkten kann in der Software implementiert werden. Auch die CAD-basierte Erstellung von Regelgeometrien wie Linien, Ebenen, Kreisen oder Zylindern ist möglich.

Reports und Ergebnisse

Die Ergebnisse einer detaillierten Inspektion können in kundenspezifischen Messberichten mit Screenshots, Bildern, Tabellen, Diagrammen, Texten und Grafiken dargestellt werden. Sie können auf der Benutzeroberfläche dargestellt und bearbeitet oder in ein PDF-Dokument exportiert werden.


3D-Scannen mit Blue Light Technology

ATOS Core verfügt über einen Stereokameraaufbau, also zwei Kameras, die nach dem Prinzip der Triangulation arbeiten. Der Sensor projiziert verschiedene Streifenmuster auf die Objektoberfläche. Diese Muster werden durch die beiden Kameras aufgezeichnet und erzeugen aufgrund sinusförmiger Intensitätsverteilung eine Phasenverschiebung auf den Kamerachips. ATOS Core verwendet mehrere sich überlagernde Phasenverschiebungen, um die höchste Subpixel-Genauigkeit zu erzielen.

Auf der Grundlage der optischen Transformationsgleichungen werden für jedes Kamerapixel unabhängige 3D-Koordinaten automatisch berechnet.

Die von GOM entwickelte Projektionstechnologie arbeitet mit schmalbandigem blauen LED-Licht. Dies ermöglicht genaue Messergebnisse unabhängig von den Lichtverhältnissen. Die robuste Blue Light Technology zeichnet sich durch eine außerordentlich hohe Lebensdauer, geringe Wärmeentwicklung und niedrige Wartungskosten aus.


Dynamische Referenzierung und integrierte Überwachung

Die bewährte Stereokameratechnologie von ATOS liefert für jede Messung ein überbestimmtes Gleichungssystem.

Durch die Kombination von Stereokameratechnologie mit dem GOM Referenzpunktsystem ermöglicht ATOS Prozesssicherheit aufgrund von:

  • Erkennung von Sensor-/Bauteilbewegung
  • Prüfung von Messgenauigkeit und Qualität
  • Erkennung von Veränderungen der Umgebung
  • Online-Tracking der 3D-Sensorposition

Triple Scan

Zusätzlich zur Stereokameratechnologie verwendet ATOS Core die Triple Scan-Technologie von GOM. Durch die Kombination der Stereokameras mit dem Projektor ist es möglich, drei Ansichten eines Objekts in einem einzigen Messvorgang zu erfassen. Diese Technologie erfordert weniger Scans und liefert gleichzeitig höherwertige Daten. Dies gilt auch für glänzende Oberflächen und komplexe Geometrien.


Optisch getrackter Taster

Viele komplexe Anwendungen erfordern die Kombination von vollflächigen und punktbasierten 3D-Messungen.

Der GOM Taster ist als Erweiterung für den ATOS Core erhältlich:

  • Vollflächige und punktbasierte 3D-Messung
  • Messung schwer zugänglicher Bereiche
  • Direkter Vergleich gegen CAD
  • Messung von Regelgeometrien
  • Schnelle Einzelpunktmessung
  • Online-Ausrichtung

Messungen mit ATOS und Taster werden innerhalb eines Systems ausgeführt und mit einem Softwarepaket ausgewertet.

Für schnelle Messprozesse und das einfache Umschalten zwischen Oberflächen- und Einzelpunktmessung und Analyse sind weder zusätzliche Hardware noch Tracker notwendig.


Tracking und Werkstückpositionierung

Neben der flächenhaften Digitalisierung kann das ATOS-System auch zur Echtzeitmessung von Bewegungen und Abweichungen eingesetzt werden. Dieses so genannte Tracking beruht auf dem Stereokameraprinzip in Verbindung mit dem GOM-Referenzpunktsystem. Dabei können sowohl Einzelpunkte als auch komplette Bauteile flächenhaft im Raum verfolgt werden. Auch die Ausrichtung oder Positionsabweichung eines Bauteils zur Soll-Position im Raum lassen sich mittels Tracking live messen. Dadurch kann die virtuelle Ausrichtung von Bauteilen leicht in die Realität übertragen werden.

In der Praxis kommt das Tracking zur gezielten Positionierung von Bauteilen auf CNC-Bearbeitungsmaschinen oder -Paletten mit Aufmaßkontrolle zum Einsatz. Weitere Anwendungen sind die Zusammenbau-Analyse von Formen und Werkzeugen sowie die Positionierung und der Zusammenbau von Sandkernen und Formhälften. Genutzt wird das Tracking außerdem zur Online-Positionierung von Bauteilen in der Sollposition oder in einer Baugruppe, etwa im Meisterbock & Cubing, sowie bei der Einstellung und Positionierung von Vorrichtungen und Bauteilhalterungen.


GOM-Abnahmeprüfung/VDI 2634

Vor Verlassen der Fertigung müssen alle ATOS-Systeme den GOM Acceptance Test bestehen. Durch diese Annahmeprüfung wird die Qualität der messtechnischen Lösungen von GOM gewährleistet. Die Prüfungen beruhen auf der VDI-/VDE-Richtlinie 2634 Teil 3 "Optische 3D-Messsysteme Bildgebende Systeme mit flächenhafter Abtastung in mehreren Einzelansichten".

GOM stellt für jede bestandene Annahmeprüfung eine Bescheinigung in Anlehnung an VDI 2634 aus. Um die Genauigkeit des Systems jederzeit neu überprüfen zu können, kann der GOM Acceptance Test auch als Überwachungsmessung am Kundenstandort durchgeführt werden


Kalibrierung durch Benutzer

Der ATOS Core wird vorkalibriert und betriebsbereit geliefert und erfordert daher nur einen geringen Wartungsaufwand. Der Kalibrierstatus wird durch die Stereokameras laufend überwacht. Sobald die korrekte Kalibrierung des ATOS Core nicht mehr gegeben ist, wird der Benutzer umgehend informiert. Daraufhin kann der ATOS Core schnell und einfach durch den Benutzer oder automatisch mithilfe eines Roboters kalibriert werden. Ein Einschicken des Sensors zu GOM oder einem der Partnerunternehmen zur Neukalibrierung ist nicht notwendig, die Kalibrierung kann jederzeit durch den Nutzer ausgeführt werden.