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Erfassen und Verarbeiten komplexer Geometrie in Meßtechnik und Flächenrückführung

 
: Haller, T.

Berlin u.a.: Springer, 1998, 175 S.
Stuttgart, Univ., Diss., 1998
IPA-IAO Forschung und Praxis, 277
ISBN: 3-540-65147-0
Deutsch
Dissertation
Fraunhofer IPA ()
3D-Sensor; Besteinpassung; Flächenrückführung; Freiformen; Freiformgeometrie; Geometrie; Geometriesensor; Geometrische Meßtechnik; Geometrische Methode; Meßpunkt; Meßpunktwolke; Messen; Meßtechnik; optischer Sensor; Produktentwicklung; taktiler Sensor; Werkstückgeometrie

Abstract
Die in den letzten Jahren stark angestiegene Verarbeitungsleistung von Computern zog gewandelte Anforderungen an Systemlösungen und neue Möglichkeiten in der Anwendung nach sich. Dies betraf unter anderem auch den Bereich der rechnergestützten Geometriemodellierung in der Produktentwicklung und der geometrischen Prüfung von Werkstücken. Beispielhaft kann hier die Modellierung von Freiformflächen genannt werden, die mittlerweile einen sehr hohen Rang erreicht hat. Auch zur koordinatenmeßtechnischen Erfassung komplexer dreidimensionaler Objekte stehen heute eine ganze Reihe schneller optischer und taktiler Sensoren zur Verfügung, die mit leistungsfähiger Rechnertechnik gekoppelt sind und bei kurzen Meßzeiten sehr große und dichte Datenmengen mit einer ausreichenden Genauigkeit liefern. Trotz leistungsfähiger Systemkomponenten bestehen bislang jedoch Defizite bei Verfahren zur geschlossenen Behandlung von Informationen, die mittels schneller 3D-Sensoren gewonnen wurden. Im Rahmen der vorl iegenden Arbeit wurden deshalb Werkzeuge zur informationstechnischen Behandlung von Meßdaten entwickelt, die durch Digitalisierung komplexer Werkstückgeometrie mittels schneller Sensoren gewonnen wurden. Die Arbeit umfaßt dabei die Gebiete Triangulierung und Besteinpassung von Geometrie. Der Autor entwickelte ein Triangulierungsverfahren für die Erzeugung approximierender, polyedrischer Flächenbeschreibungen, das keinerlei Ordnung der zugrundeliegenden Meßpunktwolken voraussetzt und speziell für die Verarbeitung großer Punktzahlen optimiert wurde. Er stellt Verfahren für die Beschreibung von regelgeometrischen Formelementen und Freiformen vor. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Beschreibung eines weiten Spektrums von regelgeometrischen Formelementen mit Hilfe von Superquadriken. Er untersucht des weiteren die Besteinpassung von Geometrie und stellt die Anwendung von Evolutionsstrategien bzw. Genetischen Algorithmen zur Besteinpassung dar. Durch Anwendung von Evolutionsstrategien auf die Besteinpassung von Superellipsoiden und Freiformkurven wird gezeigt, daß diese Optimeriungsverfahren ein besonders leistungsfähiges und flexibles Werkzeug zur Besteinpassung darstellen. Zum anderen zeigt der Autor, daß Superquadriken ein sehr mächtiges Hilfsmittel zur volumetrischen Beschreibung von Formelementen im Bereich der Flächenrückführung und potentiell auch im Bereich der Koordinatenmeßtechnik sind.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/PX-46790.html