API präsentiert DYNAMISCHES 9D LADAR auf der Control 2022

Auf der Control stellt API zum ersten Mal das DYNAMISCHE 9D LADAR vor, ein innovatives LaserDetektions- und Entfernungsmesssystem, das sowohl Dimensions- als auch Oberflächengeometriedaten erfasst.

Die bahnbrechende LADAR-Technologie setzt einen neuen Standard in der berührungslosen optischen Dimensionsmessung für die Fertigungsindustrie. Es beinhaltet eine bahnbrechende Technologie, die automatisierte Produktionsmessungen revolutionieren wird. Das zum Patent angemeldete Dynamic 9D LADAR ist das weltweit erste Interferometer basierte LADAR-System, das die OFCI-Technologie (Optical Frequency Chirping Interferometry) nutzt.

Die genaue Datenerfassung von Produktionsmessungen durch 9D LADAR stellt die nächste Generation von Lösungen für die Dimensionsprüfung dar. 9D LADAR erfasst sowohl Dimensions- als auch Oberflächengeometriedaten für die Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Transportindustrie.

Dynamic 9D LADAR ersetzt herkömmliche, großvolumige Offline-Koordinatenmessgeräte (KMG) sowie Nearline- und Inline-Prüflösungen, die sowohl optische Laserlinien- als auch strukturierte Lichtsensoren verwenden.

Die zweiachsigen 9D LADAR-Systeme verarbeiten Messdaten mit einer beeindruckenden Rate von 20.000 Punkten pro Sekunde und einer Abtastgeschwindigkeit von 0,2 Sekunden/cm2. Darüber hinaus ist der hohe Dynamikbereich des 9D LADAR unempfindlich gegenüber der Reflektivität des Zielobjekts, kann lichtdurchlässige Materialien messen und ist in der Lage, Zielmerkmale mit einem Einfallswinkel von bis zu 85 Grad zu erfassen. Die Rasterabtastung mit hoher Dichte liefert bis zu 50 Zeilen/Sekunde bei einem Zeilenabstand von 0,1 mm. Das integrierte Maßstabsreferenzsystem des 9D LADAR bietet eine unvergleichliche 2D- und 3D-Genauigkeit von nur 6 µm/m und damit eine vergleichbare Genauigkeit wie großvolumige KMGs.

Das kompakte Design des DYNAMIC 9D LADAR, das nur 10,4 kg wiegt, beinhaltet einen integrierten Controller mit Ethernet-Kommunikation, der eine nahtlose Integration sowohl in Portal-KMGs als auch in 6-achsige Industrieroboter, einschließlich 7-achsiger schienenmontierter Konfigurationen, ermöglicht.

Das intelligente Kamerasystem iVision des 9D LADAR ermöglicht die sofortige Visualisierung von Teilen für die automatische Planung von Scanpfaden und bietet sowohl die automatische Messung von Merkmalen und Zielbereichen als auch die Möglichkeit der Fernprogrammierung von Messungen. Der 9D LADAR verfügt über einen Laserstrahl mit einer Spotgröße von nur 32 µm und ist in 3 Modellvarianten erhältlich, die auf den erforderlichen Messbereich der Anwendung abgestimmt sind: LD-8: 0,5m-8m Reichweite, LD-15:m-15m Reichweite, und LD-25: 1,5m-25m Reichweite.

Herkömmliche Laser-Radar-Technologien erforderten eine umfangreiche Mittelwertbildung, um eine angemessene Genauigkeit zu erzielen, was die Datenerfassungsraten effektiv verlangsamte. Dadurch waren sowohl die Genauigkeit als auch die Leistung in hohem Maße von der Oberflächenreflexion, dem Einfallswinkel und dem Hintergrundrauschen in Produktionsumgebungen abhängig

Die neue, von API entwickelte LADAR-Technologie verwendet Laser-Chirping mit einer Geschwindigkeit von 20 kHz, um ein breites Spektrum für optische Interferenzen zu erzeugen, so dass die Entfernung des Ziels mit 100-fach höherer Empfindlichkeit genau erfasst wird, und beseitigt die Probleme, die in der Vergangenheit mit der Oberflächenreflexion, langsamen Geschwindigkeiten, begrenzten Genauigkeiten, restriktiven Einfallswinkeln und der Anfälligkeit für Rauschen verbunden waren, so dass herkömmliche Laserradarsysteme überflüssig werden.

APIs Dynamic 9D LADAR liefert neben den X-, Y-, Z-, I-, J- und K-Daten für die Punktewolke auch zusätzliche R-, G- und B-Daten, so dass die gescannten Daten direkt auf das erfasste Kamerabild abgebildet werden können. Diese einzigartige Fähigkeit ermöglicht die Anzeige von Merkmalen mit ausgeprägtem Hintergrundfarbkontrast, Oberflächenvektoren, Oberflächenrauhigkeit usw., die mit den Standard-3D-Punktwolkendaten allein nur schwer zu isolieren sind.

Automatisierte Near-Line-Prüfungen mit 9D LADAR

ANWENDUNGEN FÜR DIE QUALITÄT 4.0

Automatisierte tragbare Messungen

Die kompakte Größe und das geringe Gewicht des 9D LADAR ermöglichen es, das Gerät direkt in die Fertigung mitzunehmen und automatisierte Messungen schnell und mit minimaler Einrichtungszeit durchzuführen. Durch die automatische Ausführung aller Messungen werden Messschwankungen, die bei der Verwendung von manuell bedienten taktilen und optischen Messgeräten auftreten, eliminiert.

Automatisierte KMG-Messungen

Das KMG ist aufgrund seiner Benchmark-Genauigkeit nach wie vor ein Arbeitspferd von Fertigungsunternehmen, das jedoch aufgrund der langsamen Messgeschwindigkeit in der Regel nicht in der Fertigung eingesetzt wird. DYNAMIC 9D LADAR kann nahtlos in ein großvolumiges Portal- oder Brücken-KMG integriert werden und bietet eine optische Hochgeschwindigkeitsmesslösung, die eine komplexe KMG-Programmierung überflüssig macht und die KMG-Messzyklen um das Zehnfache verkürzt.

Automatisierte Robotermessungen

Die berührungslose Laser-Radar-Technologie hat sich bereits bei der Messung von Automobilkomponenten, einschließlich kompletter Rohkarosserien, bewährt und eignet sich daher ideal für vollautomatische Messungen im KMG-Stil, die an Produktionslinien angeschlossen werden können.

Das präzise, automatisierte Hochgeschwindigkeits-Rasterscanning des 9D LADAR ermöglicht sowohl die Erfassung von Punktwolken der Oberflächengeometrie als auch die Erfassung von Spalt- und Bündigkeitsdaten. Die verbesserte Geschwindigkeit und Datenerfassungsrate des 9D LADAR erhöht die Möglichkeiten zur Beschleunigung der Produktion erheblich. Die Systeme können in-line oder near-line installiert werden.

API bietet eine dynamische Positionsverfolgung des Roboters mit seinem 6DoF RADIAN Laser Tracker, der eine genaue Roboterpositionierung in Echtzeit ermöglicht.

Das neue API DYNAMIC 9D LADAR System bietet eine drastische Steigerung des Messdurchsatzes und der Produktivität für alle Automobilanwendungen.

Multi-LADAR - In-Line BIW-Prüfung

Die hohe Scangeschwindigkeit und Vielseitigkeit des 9D LADAR ermöglicht einen Paradigmenwechsel bei der In-Line-Inspektion, indem eine vollständig programmierbare Messlösung installiert wird, die sowohl eine vollständige individuelle Karosserieinspektion, einschließlich kritischer Spalt- und Bündigkeitsmessungen, als auch Gesamtprozesssteuerungsdaten liefert, die eine adaptive Steuerung der Abläufe in Qualität 4.0 ermöglichen.

DIGITALER ZWILLING IN ECHTFARBE

Der Mess-Scanpfad des 9D LADAR wird automatisch in APIs MeasurePro Software generiert, die auch die generierten Punktwolkendaten in Echtzeit mit dynamischer Bildschirmdarstellung erfasst.

9D LADAR bei der In-Line-Karosserieinspektion

Geometrische Analysen von Merkmalen und Oberflächen aus den Punktwolkendaten können direkt in MeasurePro oder in allen gängigen Softwareprogrammen von Drittanbietern durchgeführt werden, zusammen mit der Erstellung eines digitalen Zwillings des gemessenen Teils durch direkten Vergleich mit den CAD-Daten des Sollteils.

Die in der erzeugten Punktwolke enthaltenen eindeutigen RGB-Daten ermöglichen eine vollständige Farbdarstellung des gescannten Teils mit der damit verbundenen Wiedergabetreue, Hervorhebung von Oberflächendiskrepanzen und Replikation der authentischen Farbe des  physischen Teils. Vereinbaren Sie eine Demo: www.apimetrology.com/de/kontakt-api/. Weitere Informationen finden Sie unter www.apimetrology.com.