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Sichtfeldmessungen (FOV) – Ein völlig neues Messverfahren

ByAugust 28, 2014Articles

Sichtfeldmessungen sind ein völlig neues Messverfahren, um kleine, flache Bauteile präzise zu messen. Dieses Verfahren ist deutlich schneller und unkomplizierter als alternative Methoden wie Profilprojektoren, Video-Messgeräte oder Messmikroskope.

Aber was sind Sichtfeldmessungen eigentlich? Wie funktionieren sie und wie könnten sie mir helfen?

Was sind Sichtfeldmessungen

Sichtfeldmessungen (FOV) bzw. Messungen im Sichtfeld sind ein völlig neues Verfahren für die präzise – und vor allem sehr schnelle und einfache – Messung kleiner Bauteile. Bei FOV-Messungen wird mit einer speziell entwickelten hochauflösenden Videokamera ein Gegenstand im optischen Sichtfeld gemessen. Vergleichen Sie FOV-Messungen mit anderen Methoden:

Profilprojektoren – Projizieren einer vergrößerten Silhouette eines Gegenstands auf eine Mattscheibe. Ein Messtisch bewegt den Gegenstand, so dass er vollständig gemessen werden kann.

Videomessgeräte und Messmikroskope arbeiten mit einem vergrößerten Bild und nutzen wie ein Profilprojektor einen Messtisch zur Bewegung des Gegenstands. Bei einem kleinen Sichtfeld arbeiten herkömmliche optische Messsysteme mit einem Messtisch, da jeweils nur ein kleiner Ausschnitt des Gegenstands mit den optischen Geräten sichtbar ist. Durch die Bewegung des Tisches können verschiedene Bereiche des Gegenstands ins Sichtfeld gerückt und gemessen werden.

Xpress 70
(57 mm x 43 mm Sichtfeld)
Beispiel 1: Objektiv
(14,2 mm Ø Sichtfeld)
Beispiel 2: Objektiv
(7,1 mm Ø Sichtfeld)
Abb. 1. Diagramm veranschaulicht die relative Sichtfeldgröße

 

Für FOV-Messsysteme ist kein beweglicher Arbeitstisch erforderlich, da die gesamte Probe in einem großen Sichtfeld erfasst wird (57 mm x 43 mm beim Xpress 70). Im Vergleich dazu hat ein herkömmliches Messsystem eine Sichtfeldgröße von ca. 0,5 mm bis 20 mm. (Abb. 1.)

Bei einem größeren Sichtfeld ist der komplette Gegenstand sichtbar und kann gemessen werden. Ein Messtisch ist also nicht erforderlich. Dies bietet wichtige Vorzüge – wie deutlich schnellere und einzigartig einfache Messungen.

 

 

Wie funktioniert es?

Für planfeldoptische…
Sichtfeldmessungen wird eine hochauflösende Videokamera in Verbindung mit einem großen, telezentrischen „Planfeld“-Objektivsystem eingesetzt. Das telezentrische Objektiv liefert ein flaches Bild über das gesamte Sichtfeld, ohne Krümmung oder Verzerrung. Sie können Ihren Gegenstand also an einer beliebigen Position im Sichtfeld platzieren und ihn messen, ohne dass dies Auswirkungen auf die Messergebnisse hätte.

Fig 2. Flat field of a telecentric lens Curved field of a standard lens

Ohne Fokussieren*
Das telezentrische „Planfeld“-Objektivsystem wurde darüber hinaus mit einer außergewöhnlich großen Schärfentiefe versehen, so dass Ihr Gegenstand stets scharf abgebildet wird*. Normalerweise beträgt die Schärfentiefe (Fokus) bei einem vergleichbaren Messgerät zwischen wenigen Mikrometern und einigen Millimetern. Ein FOV-Messsystem besitzt in der Regel eine Schärfentiefe von mindestens 40 mm (je nach Objektiv).

*Hinweis:Wenn auf dem System einmal die Schärfe eingestellt ist, ist für Gegenstände mit einer ähnlichen Höhe kein weiteres Fokussieren erforderlich.

Wozu im Sichtfeld messen?

Mit einem telezentrischen Objektiv kann der komplette Gegenstand im großen Sichtfeld betrachtet werden. So ist die Messung aller Merkmale in Sekundenschnelle möglich. Im Vergleich dazu benötigen alternative Messsysteme einen Kreuztisch, der bewegt werden muss, um alle gemessenen Punkte zu erfassen. Dies dauert erheblich länger. Es können nicht nur die kompletten Gegenstände gesehen und betrachtet werden, auch das gleichzeitige Messen mehrerer Teile ist möglich.

Fig 3. Single or multiple parts can be measured in seconds, using the same measurement programme.

Kein beweglicher Arbeitstisch
Da der gesamte Gegenstand im Sichtfeld „sichtbar“ ist, ist kein beweglicher Arbeitstisch erforderlich, um den gesamten Gegenstand messen zu können.

Dieses Merkmal bietet sofort zahlreiche Vorzüge. Kein beweglicher Arbeitstisch bedeutet …

  • Da es keine beweglichen Teile gibt, wird die Messung auch nicht durch mechanische Abweichungen beeinträchtigt.
  • Es gibt keine abweichenden Messergebnisse je nach Bediener, die durch unterschiedliche Gewohnheiten oder Fähigkeiten bei Messungen hervorgerufen werden könnten.
  • Zeit. Da Sie nichts bewegen müssen, sparen Sie Zeit. Viel Zeit


Betrachtung ganzer Teile

Diese wichtige Entwicklung eröffnet zahlreiche äußerst vorteilhafte Möglichkeiten. Die Betrachtung ganzer Teile bedeutet …

  • Sie können alle sichtbaren „Merkmale“ in Sekundenschnelle – nicht in Minuten – sehen und so auch messen.
  • Sie können sogar mehrere Teile gleichzeitig messen und dadurch weitere Zeit sparen
  • Teile müssen nicht mehr korrekt ausgerichtet oder gedreht werden – eine weitere Zeitersparnis!

 

 

Einfach das Teil irgendwo im Sichtfeld platzieren.
Die Software erkennt das Teil automatisch. Einfach auf AUSFÜHREN drücken.
Alle Merkmale werden in Sekundenschnelle gemessen.

Geschwindigkeit
Messungen im Sichtfeld sparen Ihnen in jeder Phase des Messprozesses viel Zeit. Kein Fokussieren*. Kein Positionieren oder Ausrichten des Teils. Kein Bewegen eines Messtischs. Keine Messungen an mehreren Messpunkten …

 

 

 

Präzision
Da der Bediener keine manuellen Handlungen vornehmen muss – wie Punkteauswahl, Kantenabgleich und Nachfokussieren* – entfallen Messabweichungen infolge unterschiedlicher Bedienereinflüsse.

 

 

Unkompliziertheit
Außergewöhnliche Unkompliziertheit ist der Schlüssel. Kein Fokussieren* oder Positionieren des Gegenstands. Einfach die Teile platzieren und auf AUSFÜHREN drücken. Die Software erkennt das Teil automatisch und führt alle Messungen auf einen Knopfdruck aus. Ergebnisse werden als Gut, Schlecht (Go/No Go) angegeben. Und dank der außergewöhnlichen Unkompliziertheit dauert das Anlernen der Bediener nur wenige Minuten.

*Hinweis: Wenn auf dem System einmal die Schärfe eingestellt ist, ist für Komponenten mit einer ähnlichen Höhe kein Nachfokussieren erforderlich

Was kann gemessen werden?

2D-Messungen (X,Y) im Sichtfeld bieten klare Vorteile gegenüber alternativen Lösungen für Längenmesssungen. Um die Schnelligkeit und Unkompliziertheit von FOV-Messungen optimal nutzen zu können, muss der Gegenstand in das Sichtfeld passen (57 x 43 mm). FOV-Messungen bieten sich vor allem für 2D-Messungen (X,Y) von kleinen, flachen Teilen an wie …

Dichtungen O-Ringe Stanzteile
Sicherungsringe Pressteile Mit Laser bzw. Wasser
geschnittene Teile
     
Kleine Kunststoffteile Extrudierte Materialien Schneidwerkzeuge
Verbindungsstücke Andere kleine, flache Teile Und vieles mehr …

 

Umfassendes Sortiment berührungsloser Messlösungen

Die Anforderungen an ein Messsystem sind vielfältig. Vision Engineering bietet ein umfassendes Sortiment von berührungslosen Messlösungen, die ideal für eine breite Palette von Messungen auf 2 und 3 Achsen sind. Die Xpress-Sichtfeldmessungen sind die neueste Entwicklung in diesem Sortiment.

Wenn Sie erfahren möchten, wie Ihnen Xpress oder andere Produkte von Vision Engineering helfen können, Zeit und Geld zu sparen, wenden Sie sich an einen unserer Fachleute für messtechnische Anwendungen, um Ihre Messanforderungen zu erörtern.