FiberGauge

Optisches Messsystem zur hochgenauen Durchmesserbestimmung großer Wellen - FIBERGAUGE

Messtechnische Herausforderung: Durchmesserbestimmung großer Wellen mit hoher Genauigkeit

Die Messung großer Außen- und Innendurchmesser rotationssymmetrischer Körper ist eine Messaufgabe, die im Maschinen- und Anlagenbau (z. B. Stahl-, Lebensmittel- und Papierindustrie sowie bei der Turbinenwellen- und Lagerherstellung) von grundlegender Bedeutung ist. Beim Tiefdruckverfahren werden bspw. Kupferwalzen nach erfolgtem Druck abgedreht und anschließend einer neuen Gravur unterzogen.

Für den Druck müssen in Folge die Rotationsgeschwindigkeiten des Walzensystems an die veränderten Durchmesser individuell und prozesssicher angepasst werden. Dazu ist eine durchgängige Durchmesserbestimmung der Formzylinder notwendig. Entsprechende Durchmesserprüfungen werden bis heute meist mit taktilen Handmessmitteln durchgeführt, die einen hohen Bedienungsaufwand und eine hohe Messunsicherheit mit sich bringen. Eine hochgenaue, mobile oder maschinenintegrierbare Messtechnik, gerade für Werkstücke ab 1.000 mm Durchmesser, ist für die Qualitätssicherung unabdingbar.

Faseroptische als „messende Lehre“ für große Außen- und Innendurchmesser

Vor dem Hintergrund steigender Qualitätsansprüche ist ein genereller Trend hin zur berührungslosen, automatisierten und schnellen 100%- Prüfung zu verzeichnen. Im Rahmen dieses Projektes wird dieser Trend aufgegriffen, indem eine innovative Messtechnik entwickelt wird, die konventionelle Handmessmittel für die Prüfung großer Durchmesser dauerhaft ablösen kann.

Der verfolgte Ansatz basiert dabei auf dem Einsatz von faseroptischen Sensoren. Diese Sensoren haben den großen Vorteil, dass sie hoch miniaturisierbar und flexibel sind und den Einsatz als Vielstellenmesssystem ermöglichen. Mehrere dieser Sensoren tasten die Geometrie des Bauteils optisch ab, wodurch auf den Ist-Durchmesser des Prüflings zurückgeschlossen werden kann. Die Abstandsauswertung aller Sensoren liefert eine Punktewolke, aus welcher der Durchmesser numerisch bestimmt werden kann.

Mit der fionec GmbH und der awetis GmbH haben sich zwei mittelständische Technologie- Unternehmen zusammengeschlossen, um im Rahmen des FIBERGAUGE-Projektes in Zusammenarbeit mit der Siemens AG und der FCMD GmbH, zweier führender Hersteller von großen Rotationskörpern, z.B. für die Turbinenproduktion, zu erforschen und umzusetzen. Neben der angestrebten Nutzung im Bereich der Energieerzeugung, bestehen Möglichkeiten FIBERGAUGE u.a. in der Druck-, Stahl- und Papierindustrie etc. einzusetzen.

Nach Projektende wird erstmalig ein Messsystem vorliegen, das es erlaubt, Bauteile mit großen Durchmessern auf Basis faseroptischer Sensorik hochgenau zu vermessen.

Projektdetails

Koordinator

Dr.-Ing.Frank Depiereux
Fionec GmbH
Ritterstr. 12 a, 52072Aachen
+49 241 8949-8840

Projektvolumen

1.395.249 € (49,2% Förderanteil durch das BMBF)

Projektdauer

01.04.2015 - 31.03.2018

Projektpartner

Fionec GmbHAachen
awetis GmbHLaudenbach
Siemens AG (assoziierter Partner)Mülheim an der Ruhr-Mellinghofen
FCMD GmbH (assoziierter Partner)Hattingen