Fotos liefern exaktere Längen

Von Harald Klieber Es geht um die Digitalisierung von großen Objekten bis auf kleine Details im Millimeterbereich. Glasklare und genaue 3D-Bilder sollen die zwei neuen Laser-Scanner-Modelle von Faro liefern. Messreichweiten von 60 cm bis 80 m sind mit einer Geschwindigkeit von 120.000 Punkten pro Sekunde erfassbar. Special tooling zeigt, was die Scanner heute schon im Maschinen-Anlagenbau und darüber hinaus drauf haben.

Er heißt Photon, der neue 3D-Laser-Scanner von Faro. So etwas ähnliches führte der globale Messtechnik-Player mit europäischem Hauptsitz in Korntal-Münchingen bei Stuttgart bereits im Programm mit den Laser-Scannern LS 880, 840 und 420. „Die neuen Photon 20 und 80 bestechen aber durch deutlich höhere Leistung, Mobilität und vor allem durch momentan unerreicht einzigartige Klarheit des Bildes“, verspricht Dr. Bernd-Dietmar Becker, Faros Laser-Scanner-Experte und Leiter der Division. Faros Laser Scanner Photon ist ein tragbares computergestütztes Messgerät, das alle Dimensionen eines Objekts oder einer Fläche scannt, digital nachbildet und aufzeichnet und dabei etwas erzeugt, das wie eine Fotografie auf dem Computerbildschirm aussieht – aber in 3D. Die erfassten Daten können für ein digitales Modell für Reverse-Engineering, Qualitätssicherung, Inspektion, Vergleich von CAD und Bauteil, Fabrikplanung, Untersuchung und automatische Objekterkennung beim Modellieren verwendet werden. Gegenüber den Vorgängermodellen verspricht Faro 300 % weniger Rauschen und damit deutlich mehr Klarheit von Konturen und in der Auflösung. Außerdem eine 200 % bessere Positionsgenauigkeit, höhere Empfindlichkeit für bessere Erkennung von entfernten, dunklen und versteckten Objekten, leichte, hochwertige Farbüberlagerung, eine höhere Rotationsgeschwindigkeit des Spiegels, die mitunter auch schnellere und damit minimale Scanzeiten verspricht. „Ein Scan mit 8 Mio. Bildpunkten dauert etwa eine Minute. Um ein Auto komplett und genau zu erfassen, brauchen Sie etwa eine Stunde und fünf bis sechs Scans; für ein größeres Werksgelände 3.500 Scans, die über Passpunkte verknüpft werden und erst dann ein komplettes Bild ergeben“, erklärt Bernd Becker. Wenn genaue Ergebnisse in Millimetergenauigkeit gewünscht sind, werden mindestens vier Scans benötigt, um alle Seiten der gescannten Objekte aufnehmen zu können. „Sie können Strukturen bis auf 2 mm hervorragend erkennen. Der Photon 80 deckt eine Reichweite von 60 cm bis 80 m ab und liest 120.000 3D-Messpunkte pro Sekunde ein“, skizziert Bernd Becker die Leistungsfähigkeit. „Dennoch ist der beste Scanner eigentlich nichts wert, wenn Sie keine vernünftige Software zur Aufbereitung der Daten haben. Wir arbeiten mit Geomagics und Polyworks, mit denen sich vor allem beim Re-Engineering sehr feine Raster erstellen lassen“, betont Bernd Becker. Dabei erzeugt die Software aus den gescannten Punkten dreieckige Oberflächensegmente, denen dann mittels Vektorisierung und Rendering quasi eine digitale Haut übergezogen wird, die anschließend farblich gestaltet und im Sinne des Re-Engineering auch an digitalen Soll-Maßen und -Modellen überprüft werden kann. „Entwickelt haben wir unsere neue Scanner-Generation, weil unsere Automobil-Kunden ein Tool gesucht haben, um ihre Werke dreidimensional digital erfassen und abbilden zu können“, erklärt Bernd Becker. Mittlerweile würden damit aber auch Formel-1-Teams wie Honda deren Boliden einscannen, um die Auswirkungen von Geometrieänderungen auf die Aerodynamik schnell und hochqualitativ überprüfen zu können. „Ein Tipp dazu: Mit schwarzen Oberflächen tut sich der Laser schwer, weil ein erheblicher Anteil des Lichts verschluckt wird und dann ein Rauschen unvermeidlich ist. Deshalb in der Prototypenphase möglichst auf Schwarz verzichten und die Oberflächen einsprühen – das erhöht die Datenqualität erheblich“, rät Bernd Becker. Ganz nach dem Faro-Motto ‚mobiles Messen einfach machen’ verfügt die neue Photon-Generation über eine 80-GB-Festplatte. Damit können bis zu drei Wochen gemessen und Scans gespeichert werden. „Die Batterie hat eine Kapazität von bis zu sechs Stunden, obwohl unsere Batterie nicht mehr 15, sondern nur noch 4 kg wiegt“, unterstreicht Bernd Becker das Mobilitätskonzept. Kaufentscheidend sind aber nach Erfahrung von Bernd Becker die technischen Fakten des Photon-Scanners gegenüber dem Vormodell: „Unterm Strich haben wir die Distanz-/Winkelzuordnung um bis zu 300 Mal verbessert“, resümiert Bernd Becker. Schnelle, gute Farbscans seien so innerhalb von acht Minuten zu machen. Schwarzweiß würde in der Regel halb solange dauern. Bessere Ergebnisse können zudem in der Nacht erzielt werden. „Die Sonne stört. An einem sonnigen Tag sinkt die Reichweite unseres Lasers von 80 auf rund 50 m. Generell gilt, je dunkler umso besser“, weiß Bernd Becker. Für bessere Farben sorgt indes die automatische Farbüberlagerung durch die neue hochgenaue Winkelkompensation, eine Objektivkompensation und die präzise Kamerahaltung.

www.faro-photon.com