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Forschungsprojekt Interferometer Inline-Sensoren mit hoher Messgenauigkeit

| Redakteur: Beate Christmann

Im Verbundprojekt Inspire wollen Fraunhofer-Forscher gemeinsam mit vier Industriepartnern Inline-Sensoren mit einer neue Genauigkeitsklasse für hochpräzise automatisierte Fertigungsverfahren entwickeln. Ziel ist die Konstruktion eines Interferometers, das sich selbst an variierende Messbedingungen anpasst.

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Sensorik für die Prüfung von Form und Lagetoleranzen an Nockenwellen: Das Verbundprojekt Inspire will Inline-Sensoren mit einer neuen Messgenauigkeitsklasse entwickeln. Zudem sollen sie sich automatisiert an variierende Messbedingungen anpassen können.
Sensorik für die Prüfung von Form und Lagetoleranzen an Nockenwellen: Das Verbundprojekt Inspire will Inline-Sensoren mit einer neuen Messgenauigkeitsklasse entwickeln. Zudem sollen sie sich automatisiert an variierende Messbedingungen anpassen können.
(Bild: Fraunhofer-ILT)

Die Fertigungstoleranzen moderner Anlagen zur Bearbeitung metallischer Bauteile reichen nur noch in den Mikrometerbereich und betragen gerade mal ein Tausendstel Millimeter. Jedoch wird von vielen Firmen schon heute gefordert, Metallbauteile ausschussfrei auf Mikrometer exakt zu bearbeiten.

Dafür arbeitet die aktuelle Inline-Messtechnik jedoch noch nicht genau genug. Deswegen hat es sich das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT gemeinsam mit vier Industriepartnern zum Ziel gesetzt, im Rahmen des Verbundprojekts Inspire bis Ende 2019 Inline-Sensoren einer neuen Genauigkeitsklasse zu entwickeln.

Lasermesstechnik als Schlüsselkomponente

Von zentraler Bedeutung für die Überwachung und Regelung von Fertigungsprozessen sind Sensoren, die während der Bearbeitung auch unter widrigen Umgebungsbedingungen präzise und zuverlässig arbeiten.

Um die Form von Bauteilen mit höchster Präzision zu vermessen – zum Beispiel die Dicke von Blechen, die Rundheit von Walzen oder die Exzentrizität von Wellen – werden unter Laborbedingungen Interferometer eingesetzt. Interferometern sind sogar so genau, dass mit ihnen nicht nur die Form, sondern sogar die Oberflächenrauheit bestimmt werden kann.

Dazu müssen die Einstellungen eines Interferometers exakt an die jeweilige Messaufgabe angepasst werden. Es kommt hierbei besonders auf die richtige Belichtungszeit und Fokussierung an, ähnlich wie bei der Aufnahme eines Fotos. Im April dieses Jahres startete das Verbundprojekt Inspire mit dem Ziel, ein Interferometer zu entwickeln, welches sich zukünftig selbst an variierende Messbedingungen anpasst.

„Die Sensoren werden über digitalisiertes Expertenwissen verfügen. Sie entscheiden dann autonom, welche Einstellungen optimal sind“, erläutert Dr. Hölters vom Fraunhofer-ILT in Aachen. Er koordiniert das Projekt Inspire, an dem außerdem vier kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) beteiligt sind.

Mit der Entwicklung einer schnellen Steuerungselektronik kann die Sensorik sich innerhalb von Mikrosekunden an schnell ändernde Messbedingungen anpassen. Sowohl klassische Verfahren wie das Kaltwalzen von Blechen als auch Bearbeitungsverfahren wie das Schweißen sollen von dieser Entwicklung profitieren.

Verbundprojekt Inspire

Die Projektidee zur „Interferometrischen Abstandssensorik mit autonomen Subsystemen für Präzisions-Inline-Messungen zur Regelung automatisierter Fertigungsprozesse“ (Inspire) überzeugte das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), das auf drei Jahre angelegte Verbundprojekt im Rahmen der Förderinitiative Digitale Optik mit 50 % mitzufinanzieren.

Die am Verbundvorhaben Inspire beteiligten Unternehmen sind LSA - Laser Analytical Systems & Automation aus Aachen, Beratron aus Aachen, Highyag Lasertechnologie aus Kleinmachnow und Friedrich Vollmer Feinmessgerätebau aus Hagen.

Der Beitrag ist ursprünglich bei unserem Schwestermagazin MM Maschinenmarkt erschienen.

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