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Matrixkamera zur optischen Wellenmessung

Marketing Team

Wellen und andere rotationssymmetrische Werkstücke zu prüfen, wird aufgrund enger Toleranzen und einer Vielzahl an Merkmalen immer anspruchsvoller. Zudem erwarten Kunden zuverlässige und schnelle Messtechnik, die sie fertigungsnah einsetzen können. Mit seiner Matrixkamera, beispielsweise verbaut in der Zylinder-Koordinatenmessmaschine Mar4D PLQ, bietet Mahr die zeitgemäße Lösung für diese Anforderungen.

Zeilen- versus Matrixkamera

Das Durchlichtverfahren erfasst verschiedene Werkstückmerkmale äußerst flexibel, genau und schnell. Für die Umsetzung dieses Verfahrens existieren grundsätzlich zwei verschiedene Technologien. Diese unterscheiden sich in den eingesetzten Kameratypen: der Zeilen- oder der Matrixkamera.

Die Zeilenkamera erzeugt mit der sogenannten Line-Scan-Technologie Messpunkte der Werkstückabmessungen, die je aus einer einzigen Pixelzeile entstehen. Dadurch entstehen nur einzelne voneinander unabhängige Punkte ohne Zusammenhang. Während sich das Objekt vor der Kamera vorbei bewegt, setzt eine Software das Gesamtbild schließlich Zeile für Zeile zusammen – was nur im begrenztem Umfang möglich ist. Die letztendliche Messung erfolgt mittels dieses berechneten Abbildes des Werkstückes.

Die Nachteile der Zeilenkamera:

  • schwieriges Erfassen sehr kleiner Merkmale aufgrund der geringeren Auflösung zwischen den einzelnen Zeilen
  • relativ langwieriger Messprozess
  • permanente Bewegung der Z-Achse, dadurch Messungenauigkeit während des Scannens
  • kein Livebild der Messung

Die Matrixkamera dagegen bietet eine moderne und dank Hochauflösung exakte Alternative. Sie erfasst das zu messende Werkstück bzw. einen Bereich des Werkstücks mit allen gewünschten Merkmalen als ein echtes zusammenhängendes Bild. Dadurch bleibt der Zusammenhang der Messpunkte zum Werkstück bestehen. Früher wurden die sogenannten Matrix-Array-Messungen aufgrund der größeren anfallenden Datenmenge als etwas langsamer als die Messung per Zeilenkamera angesehen. Jedoch hat sich diese Lücke durch technologische Weiterentwicklung einschließlich kürzerer Verarbeitungszeiten und spezieller Programme zur Messungsoptimierung mittlerweile geschlossen.

Heute sind die Vorteile der Matrixkamera gegenüber der Zeilenkamera

  • höhere Auflösung und damit genauere und stabile Messungen
  • sehr schnelle Messung und damit Zeitersparnis
  • Messung deutlich kleinerer und komplexerer Merkmale, z. B. Kontur, Drall
  • Homogenität der gemessenen Punkte, da alle gleichzeitig vom selben Sensor erfasst werden
  • Auswerten selbst kleinster Details dank Zoom-Funktionen

Übrigens kann der Bediener die Matrixkamera bei Bedarf auch in den Streifen-Betrieb umschalten, womit sich die Messgeschwindigkeit nochmals erhöht. Dabei kann die genaue Anzahl der relevanten Zeilen optimal für die jeweilige Applikation bestimmt werden – bis hin zur einer einzigen Zeile. So kann beispielsweise bei einer Rundlaufmessung die Streifenhöhe für ein gedrehtes und geschliffenes Werkstück optimal gesetzt werden. Durch diese Flexibilität kann Mahr immer die optimale Zahl an Bildpunkten zur Verfügung stellen.

So arbeitet die Matrixkamera

Die Matrixkamera liefert ein Live-Bild und kann dabei, je nach Streifenhöhe, mehrere tausend Bilder pro Sekunde aufnehmen. Alle Pixel der Kamera sind geometrisch zueinander fixiert. Die große Anzahl von Bildern und deren optionale Mittelwertbildung bedingen höchste Präzision, insbesondere bei kleinen Konturelementen. Außerdem werden bei der In-Bild-Messung der Matrixkamera keine linearen Messachsen bewegt, was zusätzlich zur Messgenauigkeit beiträgt.

Ein Beispiel erläutert die Arbeitsweise der Matrixkamera: Die Konturmerkmale des zu prüfenden Werkstückes werden im Livebild oder am Vorschauscan programmiert und gemessen, hier Winkel und Radien. Der Suchstrahl für die Kantenfindung ist immer von dunkel nach hell und immer 90 ° zur Oberfläche ausgerichtet. Dadurch findet die Matrixkamera die Kanten zuverlässig und hilft dabei, Verschmutzung zu eliminieren.

Mehr Infos und Kontakt

Weitere Informationen über die Mar4D PLQ, die mit Matrixkamera arbeitet, finden Sie auf unserer Website.

Gerne können Sie auch direkt Kontakt zu unserem Team aufnehmen, um die Mar4D PLQ mit Matrixkamera kennenzulernen.

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