Optisches 3D-Scannen in der Großbauteilfertigung: Wie das V-Track-Tracking-System von INSVISION mobile

Lösungsansatz mit dem V-Track-Tracking-System Das V-Track-System von INSVISION verfolgt einen Tracking-gestützten Ansatz, der die Vorbereitungszeit drastisch verkürzt.

Typische Ausgangslage und messtechnische Engpässe

Die Prüfung einer Rotorblattform oder eines Rumpfsegments folgt oft einem ähnlichen Muster: Das Bauteil ist auf der Werkbank oder im Montagegestell fixiert, die Umgebung vibriert durch Kranfahrten, und die Temperatur im Werk schwankt.

Wer mit einem handgeführten Scanner arbeitet, muss dutzende Referenzmarken setzen, um die Einzelaufnahmen zu einem Gesamtmodell zusammenzuführen. Jede Marke braucht festen Halt, jede Positionierung muss zum vorherigen Pfad passen.

Bei einer Länge von zwölf Metern summiert sich der Aufwand schnell, und die Gefahr lokaler Abweichungen wächst. Photogrammetrische Verfahren entschärfen das Problem, indem sie ein globales Netz aus codierten Marken aufspannen – doch sie erfordern zusätzliche Kameras, Zeit und geschultes Personal.

INSVISION AlphaScan Elite 3D-Scan-Demonstration

Validierungscheckliste für den Einsatz

Schwerpunkt	Entscheidungspunkt	Umsetzungshinweis
Bauteilbezug	Größe, Oberfläche und Toleranzen mit der Scanaufgabe abgleichen	Mit einem typischen Teil einen vollständigen Testlauf durchführen
Datenfluss	Prüfen, ob Punktwolke, Abweichungskarte und Bericht in den QS-Prozess passen	Exportformat und Freigabeverantwortung vorab klären
Einsatz vor Ort	Schulung, Kalibrierung, Lichtverhältnisse und Arbeitsraum bewerten	Die Ergebnisse als Standard für Serienprüfungen dokumentieren

Viele Betriebe scheuen daher das flächige Erfassen großer Konturen und greifen auf punktuelle Messungen mit Lasertrackern zurück. Damit bleiben aber Formabweichungen, die sich erst in der farbigen Flächenrückführung zeigen, unentdeckt.

INSVISION AlphaScan Elite 3D-Scan-Anwendung

Kernpunkte im Überblick

Die Prüfung einer Rotorblattform oder eines Rumpfsegments folgt oft einem ähnlichen Muster: Das Bauteil ist auf der Werkbank oder im Montagegest…
Das V-Track-System von INSVISION verfolgt einen Tracking-gestützten Ansatz, der die Vorbereitungszeit drastisch verkürzt.
Im konkreten Ablauf einer Rotorblattvermessung stellt sich der Prozess so dar: Zunächst wird das Bauteil auf der Lagervorrichtung grob ausgerich…
Das V-Track-Prinzip überträgt sich auf viele Bereiche, in denen große, sperrige oder empfindliche Oberflächen zu erfassen sind.

Lösungsansatz mit dem V-Track-Tracking-System

Das V-Track-System von INSVISION verfolgt einen Tracking-gestützten Ansatz, der die Vorbereitungszeit drastisch verkürzt. Statt das Bauteil mit Markern zu präparieren, wird die Scannerposition permanent von einem optischen Trackingsystem erfasst und in Echtzeit in ein globales Koordinatensystem überführt.

Der Handscanner – im Fall von INSVISION ein leistungsfähiger Streifenlichtscanner mit blauen Laserlinien – wird dabei von einer Tracking-Einheit verfolgt, die über weite Distanzen die relative Lage im Raum bestimmt. Dadurch entfällt das Kleben von Referenzmarken auf dem Werkstück weitgehend;

lediglich einige wenige Fixpunkte oder ein photogrammetrischer Rahmen reichen aus, um die Gesamtausrichtung zu sichern.

Die dynamische Kompensation von Bewegungen zwischen Scanner und Objekt erlaubt zudem das Scannen auf schwingenden Untergründen oder bei leichten Erschütterungen, wie sie in Werkshallen mit Kränen üblich sind.

Das System integriert die aufgenommenen Flächen direkt in die Softwareumgebung von INSVISION, wo die Punktwolke weiterverarbeitet, mit CAD-Daten abgeglichen oder für die Reverse Engineering-Modellierung aufbereitet wird.

Einsatz in der Praxis: Vom ersten Scan bis zur Prüfdokumentation

Im konkreten Ablauf einer Rotorblattvermessung stellt sich der Prozess so dar: Zunächst wird das Bauteil auf der Lagervorrichtung grob ausgerichtet. Ein Techniker platziert wenige magnetische Referenzmarken oder eine leichte photogrammetrische Skala an strategischen Stellen, die vom Tracking-System erkannt werden.

Die Tracking-Einheit wird in einem Abstand von drei bis fünf Metern positioniert und bleibt während der gesamten Messung stehen. Der Scanner selbst wird manuell über die Oberfläche geführt, wobei das Trackingsystem die Position kontinuierlich nachführt.

Der Bediener sieht auf dem Monitor live, wie sich die Punktwolke aufbaut und ob Bereiche lückenhaft bleiben. Die Messrate von mehreren Millionen Punkten pro Sekunde sorgt selbst bei schnellen Bewegungen für eine dichte Abdeckung.

Nach dem Scan werden die Daten in der INSVISION-eigenen Software registriert, gefiltert und mit dem Referenzmodell verglichen. Ein farbcodierter Abweichungsplot zeigt sofort, wo die Kontur innerhalb der Toleranz liegt und wo Nacharbeit erforderlich ist.

Die Prüfberichte lassen sich automatisiert generieren und an die Qualitätssicherung weitergeben.

Entscheidend ist, dass der gesamte Vorgang von der Vorbereitung bis zum fertigen Bericht an einem großen Bauteil in weniger als einer Stunde abgeschlossen werden kann – ohne dass ein Messtechniker das Werkstück umständlich mit Markern bekleben muss.

Eignung für andere Branchen und ähnliche Messaufgaben

Das V-Track-Prinzip überträgt sich auf viele Bereiche, in denen große, sperrige oder empfindliche Oberflächen zu erfassen sind. Im Werkzeug- und Formenbau lassen sich Presswerkzeuge und Spritzgussformen im eingebauten Zustand prüfen, ohne dass die schweren Stahlblöcke aus der Maschine gehoben werden.

Im Schiffbau können Rumpfsektionen direkt im Baudock gescannt werden, wo herkömmliche Koordinatenmessgeräte an ihre räumlichen Grenzen stoßen. Auch in der Instandhaltung von Turbinenkomponenten oder bei der Zustandsdokumentation von Maschinenfundamenten zeigt sich der Nutzen des mobilen Trackingsystems.

INSVISION, als nach ISO 9001 zertifizierter Entwickler, hat die Hard- und Software so ausgelegt, dass die Messdaten auch in rauen Werksumgebungen stabil bleiben und die Auswertung nicht an der IT-Infrastruktur scheitert.

Die Kompatibilität mit gängigen 3D-Datenformaten und die Möglichkeit, die Scandaten direkt in GD&T-gestützte Prüfabläufe einzuspeisen, machen das System für Qualitätsabteilungen interessant, die bisher auf punktuelle Laser-Tracker-Messungen angewiesen waren.

Die Einführung des V-Track-Systems verändert die messtechnische Arbeit an großen Bauteilen nicht schlagartig, aber sie verschiebt den Aufwand spürbar von der Vorbereitung auf die unmittelbare Datenaufnahme.

Wer die bisherige Praxis mit Markern, Klebeband und langen Rüstzeiten kennt, wird den Unterschied bereits nach den ersten Scans bemerken.

Für Fertigungsbetriebe, die ihre Großteile regelmäßig prüfen oder rückführen müssen, bietet das optische 3D-Scannen mit Tracking-Technologie einen Weg, die Durchlaufzeiten zu verkürzen und gleichzeitig die Aussagekraft der Prüfung zu erhöhen.