Teilprojekt A2 Multiskalige Geometrieerfassung

Die Ergebnisse der Eingangsbefundung für betriebsbeanspruchten Triebwerkkomponenten ist für alle weiteren Entscheidungen ausschlaggebend. Der Grad der Beschädigung bestimmt ob ein Bauteil repariert werden kann oder welcher Reparaturpfad am besten geeignet ist. Hierzu ist eine detaillierte Kenntnis des Ist-Zustands notwendig, die sowohl makroskopische Beschaffenheit wie die Form, als auch mikroskopische Strukturen wie die Oberflächenrauheiten und – mikrostrukturen umfasst.

Aktuell wird der Befundungsprozess manuell durchgeführt und basiert auf Erfahrungswerten. Zur vollständigen Automatisierung des Regenerationsprozesses ist es deshalb notwendig diesen Schritt durch geeignete Messmethoden nachzubilden und zu erweitern. Herkömmliche Ein-Sensor-Systeme verfügen jedoch nicht über das erforderliche Spektrum an erfassbaren Skalenbereichen. Deshalb wird in Teilprojekt A2 ein robotergestütztes Multisensorsystem zur zerstörungsfreien Prüfung entwickelt. Ein 6-Achs-Industrieroboter dient hierbei der präzisen Positionierung der einzelnen Sensoren in ihrem Arbeitsbereich.

Die Daten der verschiedenen Sensoren werden miteinander fusioniert, damit ein ganzheitliches Modell des Messobjekts entsteht. Dieses Modell kann nun auf bestimmte Merkmale, wie Verschleißerscheinungen und Schäden, untersucht werden, welche ihrerseits charakterisiert und klassifiziert werden, um eine aussagekräftige Befundung zu gewährleisten.

Die gewonnenen Messdaten bilden die Grundlage für Simulationen anderer Teilprojekte und können für die Planung der Werkzeugpfade in bearbeitenden Prozessen genutzt werden.

Video: Die Lage des Roboterendeffektors mit dem Multisensorsystem wird durch einen hochpräzisen Lasertracker bestimmt, dies ermöglicht später das Verknüpfen der einzelnen Messfelder miteinander. Gezeigt wird (in der Reihenfolge des Videos) das Streifenlichtprojektionsverfahren und die zusammengefügten Messfelder der Schaufel, der Kantensensor mit Polyview-Optik, den BRDF-Sensor zur Approximation der Bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion sowie die Messung der Oberflächenmikrostruktur mit dem Low-Coherence-Interferometer mit Messarm an einer Blisk.

Aktuell beschäftigt sich das Teilprojekt mit der Messdatenfusion der einzelnen Modalitäten. Desweiteren werden Verfahren zur intelligenten, adaptiven Bahnplanung erforscht, sodass die geometrische Beschaffenheit des Objekts nicht bekannt sein muss und die Unsicherheiten in den Messergebnissen minimiert werden können. Basierend auf dem fusionierten Messdatensatz sollen Schäden detektiert, lokalisiert und charakterisiert werden können. Die Schäden können dann in einer Datenbank zusammengefasst werden und stehen den nachfolgenden Teilprozessen zur Planung zur Verfügung.