Innovatives Messverfahren zur Oberflächenkontrolle

Bayerische Forschungsstiftung fördert Kooperationsprojekt von BMW und Micro-Epsilon

Entwicklung eines innovativen Messverfahrens zur Oberflächenkontrolle

Mit 650.000 Euro fördert die Bayerische Forschungsstiftung die im September 2007 ins Leben gerufene Kooperation zwischen dem BMW Werk Dingolfing, Micro-Epsilon, einem der führenden Anbieter für hochpräzise Sensoren, Messgeräte und Systeme, und dem Institut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik (FORWISS Passau) der Universität Passau. Bei dem auf zwei Jahre ausgerichteten Forschungsprojekt geht es um die Entwicklung eines neuen optischen Messverfahrens für die industrielle Qualitätskontrolle spiegelnder Oberflächen.

Neben der Funktionalität von Produkten beeinflusst deren äußere Makellosigkeit Kunden wesentlich bei ihrer Kaufentscheidung. In der Automobilindustrie ist es neben der Technik gerade die brillante Oberfläche eines Fahrzeugs, die Kunden fasziniert. Eine perfekte Lackierung erfordert allerdings höchste Aufmerksamkeit während des gesamten Lackierprozesses. Konventionelle Messsysteme reichen oft nicht aus, um kleinste Unebenheiten, Einschlüsse oder Rauhigkeit an der glänzenden und spiegelnden Oberfläche zu erkennen. Das menschliche Auge des Kunden erfasst diese sehr wohl. Gerade die konsequente und intensive Qualitätskontrolle von Oberflächen gewinnt dadurch immer mehr an Bedeutung. Innovative Messverfahren und -systeme sind gefragt. Diese zu entwickeln ist das Ziel des Forschungsprojektes.

Micro-Epsilon ist einer der führenden Anbieter hochpräziser Sensoren, Messgeräte und Systeme und mit über 1.500 Ingenieurjahren an kumulierter Erfahrung in Entwicklung, Fertigung und Einsatz von Wegsensoren ein angesehener Partner der Industrie weltweit. Das mittelständische Unternehmen mit Sitz in Ortenburg trägt seit nahezu 40 Jahren maßgeblich zur Lösung von Mess- und Prüfaufgaben von Weg, Abstand und Position bei. Für Micro-Epsilon ist die BMW Group kein unbekannter Kooperationspartner. Zusammen brachten sie bereits ein Verfahren für die partielle Messung von Roh-Kunststoffoberflächen auf den Weg, das seit Frühjahr 2007 im BMW Werk Landshut angewendet wird. Nun arbeiten sie – zusammen mit ihren Kooperationspartnern - an der Entwicklung eines speziellen 3D-Messsystems. Das besondere dabei: Bei dem Verfahren wird nicht die Oberfläche selbst, sondern deren optisch verzerrende bzw. intensitätsschwächende Wirkung untersucht, die sich bei Unregelmäßigkeiten im Spiegelbild eines Musters zeigt. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine absolute Vermessung von Defekten und Formabweichungen - gerade an sich spiegelnden Flächen. Dipl. -Ing. Karl Wisspeintner, Geschäftsführer Micro-Epsilon, ist vom nachhaltigen Erfolg dieser innovativen Entwicklung überzeugt. Er sieht durchaus Möglichkeiten, dieses Verfahren auf andere Industriezweige – so zum Beispiel auf die Glasindustrie – adaptieren zu können. Und er hofft, mit dem neu entwickelten System Generalausrüster in der Automobilindustrie zu werden.

Auch die Universität Passau ist in Sachen Forschung keine unbekannte Größe. Bereits seit mehreren Jahren führt sie im Auftrag des BMW Werkes Dingolfing Analysen mit Hilfe digitaler Bildverarbeitung durch. So unterstützt Software von FORWISS Passau die Qualitätssicherung bereits in der Vorserie. Mit Hilfe einer Flächenrückführung von 3D-Messdaten in CAD-Systeme wird eine Genauigkeitsanalyse einzelner Bauteile der Außenhaut des Fahrzeugs ermöglicht. Weitere Kooperationen bestehen mit der BMW Forschung und Technik GmbH im Bereich Bildverarbeitung, Sensordatenfusion und Umgebungserfassung für zukünftige Fahrerassistenzsysteme, die durch aktive Maßnahmen die Sicherheit des Fahrens weiter ausbauen werden. Bei dem aktuellen Forschungsprojekt ist das Institut für Softwaresysteme in technischen Anwendungen der Informatik der Universität Passau erneut gefragt. Unter Federführung von dessen Leiter Prof. Dr. Klaus Donner erarbeiten Dr. Oliver Schwarz und Dipl.-Mathematiker René Schöne die mathematischen Grundlagen, mit denen es möglich sein wird, die gewonnenen Messdaten zu verarbeiten und entsprechend auszuwerten.

Innovative und visionäre Technologien auf den Weg zu bringen oder an deren Entwicklung maßgeblich beteiligt zu sein, war schon immer eine besondere Herausforderung, der sich die BMW Group gerne stellt. In dem 3D-Messsystem zur „schnellen 3D Formerfassung spiegelnder Oberflächen“ sieht das BMW Werk Dingolfing, das größte Werk innerhalb des BMW Produktionsnetzwerkes, einen Meilenstein in der Qualitätsbeurteilung von Oberflächen. Gerade deshalb ist Klaus Musial, Leiter der Dingolfinger Lackiererei, die erfolgreiche Entwicklung, Umsetzung und Einführung des Systems ein besonderes Anliegen - auch im Hinblick auf den Entwicklungs- und Werkeverbund der Technologie Oberfläche der BMW Group. Aufgabe der Lackspezialisten des BMW Werkes Dingolfing ist es unter anderem, die nötigen Vergleichsdaten für das neue System zu liefern. Zu einem späteren Zeitpunkt soll das 3D-Messsystem in eine Fertigungslinie der Dingolfinger Lackiererei eingebunden werden, um unter Realbedingungen sowohl System als auch Verfahren zu testen.

Das Forschungsprojekt der Kooperationspartner BMW Werk Dingolfing, Micro-Epsilon und Universität Passau ist ein weiterer Schritt zur Stärkung Niederbayerns als eine Region, in der Innovation und Forschung nicht nur beheimatet sind, sondern auch vorangetrieben werden.