Laufende Projekte

Im Bereich Fertigungsmesstechnik werden unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. habil. Tino Hausotte zurzeit folgende Forschungsprojekte bearbeitet:

Advanced detail sensitivity monitoring by new concepts to improve the reliability of safety relevant products using industrial computed tomography

(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

Titel des Gesamtprojektes: Advanced detail sensitivity monitoring by new concepts to improve the reliability of safety relevant products using industrial computed tomography
Projektleitung:
Projektbeteiligte:
Projektstart: 1. Juli 2024
Projektende: 30. Juni 2027
Akronym: SensMonCT II
Mittelgeber: Europäische Union (EU)
URL: https://www.ptb.de/epm2023/sensmonct/home

Abstract:

Digital applications including Industry 4.0 often use industrial computed tomography (iCT) data for their functions. However, at the moment, detail sensitivity of iCT systems is evaluated by human operators, and therefore unreliable and expensive. There is a metrological need to develop traceable measurement and monitoring methods to assess detail sensitivity of iCT for the minimum detectable defect or flaw sizes without relying on human observers. This is an essential step to support the EU’s aims for the digital transformation in Europe and the United Nation’s sustainability goal for industry, innovation and infrastructure. However, new measurement methods, reference software, and standards need to be developed to fill this meteorological gap. The project aims to develop new test gauges that will help determine iCT detail sensitivity. Additionally, a new automated evaluation algorithm will be published that can determine the detail sensitivity of iCT data sets. Round Robin Tests will be conducted, and the results will be made available to relevant standard committees to demonstrate the accuracy of the developed measurement systems. The project will prepare a draft standard or EN ISO 15708-5 ‘Radiation methods for computed tomography — Performance Evaluation and Long-Term Stability’. Moreover, the project will publish free reference software with evaluation algorithms that comply with the standard draft, as well as a free data bank with standard reference images that can be used to validate software for conformity. Overall, these advancements will support Industry 4.0 in Europe and guarantee the competitiveness of modern iCT applications.

Externe Partner:

  • Czech Metrology Institute / Český Metrologický Institut (CMI)
  • Eidgenössisches Institut für Metrologie (METAS)
  • MIKES - Metrology
  • RISE Research Institutes of Sweden
  • Microworks GmbH
  • YXLON International GmbH
  • University of Zagreb / Sveučilište u Zagrebu
  • Hexagon AB
  • University of Southampton
  • Laboratoire National de Métrologie et d'Essais (LNE)

Rückführbarer taktiler, aktiver, kraft- und momentmessender Koordinatenmesssystem-Messkopf

(Drittmittelfinanzierte Einzelförderung)

Projektleitung:
Projektbeteiligte:
Projektstart: 1. Januar 2024
Projektende: 31. Dezember 2026
Akronym: TracForceProbe
Mittelgeber: DFG-Einzelförderung / Sachbeihilfe (EIN-SBH)

Abstract:

Das geplante Projekt beinhaltet die Konzeption, den Entwurf, die Realisierung und die Verifizierung eines neuartigen taktilen, aktiven, kraft- und momentmessenden Koordinatenmesssystem-Messkopfes sowie die begleitenden grundlagenwissenschaftlichen Untersuchungen inklusive zur Rückführung der Messung der Antastkräfte und der Auslenkung des Tasters. Die Neuerungen des Messkopfes sind der Verzicht auf elastische Federsysteme und die Levitation des Tasters, die Antastkrafterzeugung vollständig mit Lorentzkräften, die in situ-Kraftkalibrierung gemäß dem Kibble-Prinzip sowie die spezielle Anordnung der Aktoren als Parallelkinematik und der Positionssensoren als Parallelmetrologie. Neben der Positions- und Kraftmessung soll die zusätzliche Messung der Orientierung und auftretenden Momente an der Tasterwechselplatte die Untersuchung neuartiger Korrekturansätze zur Reduzierung der Messunsicherheit für Messungen mit auskragenden und langen Tastern ermöglichen. Die verkürzte Rückführung der Kraft- und Momentmessung und die angestrebte geringe Messunsicherheit der Antastkraft soll es gestatten, die Antastkraft über mehrere Größenordnungen, mit zu erarbeitenden neuen Antaststrategien, gezielt zu variieren. Dies soll einerseits eine signifikante Reduzierung des minimalen Tastkugeldurchmessers und andererseits genaue Messungen von Objekten aus Aluminium oder Kunststoff sowie mit empfindlichen Oberflächen in konventionellen Koordinatenmessgeräten erlauben. Die Erzeugung und rückführbare Messung von Antastkräften bis 2 N mit Unsicherheiten von 20 mikro N + Messwert·0,0001 sowie die Kalibrierung der Antastkräfte ohne zusätzliche, externe Kraftkalibriereinrichtungen soll ermöglicht werden. Der Wechselteller mit Taster soll mit einem levitierenden Flotor (abgeleitet von Fliegen und Rotor) gekoppelt und dessen Lage (Position und Orientierung) mit Hilfe der Signale aus drei zu erarbeitenden, optoelektronischen 2D-Positionssensoren als Parallelmetrologie und von mindestens sechs Tauchspulenaktoren als Parallelkinematik geregelt werden. Die von den Aktoren erzeugten Lorenzkräfte dienen sowohl der Aufrechterhaltung des Levitationszustandes des Flotors als auch zur Messung der auf den Taster und levitierenden Flotor wirkenden Kräfte und Momente, die im Falle einer Einzelantastung oder eines Scanvorganges an einer Messobjektoberfläche auftreten. Die primäre Messung der Antastkraft nach dem Kibble-Prinzip ermöglicht eine Rückführung auf Naturkonstanten entsprechend des neuen, seit Mai 2019 gültigen, SI-Einheitensystems. Die Rückführung der Messung der Position und Orientierung soll über die primäre laserinterferometrische Längenmessung des für die Untersuchungen und Auslenkungskalibrierung genutzten Koordinatenmesssystems erfolgen. Besondere Herausforderungen werden an das Messdatenerfassungs- und Reglerkonzept gestellt, um den Flotor auch während der Antastung in einem Kräfte- und Momentengleichgewicht zu halten und gesteuerte, geregelte und Freiformscans durchführen zu können.

Externe Partner:

  • Technische Universität Ilmenau

Metrologie für Fügeprozesse und -verbindungen (C05)

(Drittmittelfinanzierte Gruppenförderung – Teilprojekt)

Titel des Gesamtprojektes: SFB/Transregio 285 Methodenentwicklung zur mechanischen Fügbarkeit in wandlungsfähigen Prozessketten
Projektleitung:
Projektbeteiligte: , ,
Projektstart: 1. Juli 2019
Projektende: 30. Juni 2023
Akronym: TRR 285 C05
Mittelgeber: DFG / Sonderforschungsbereich / Transregio (SFB / TRR)
URL: https://trr285.uni-paderborn.de/

Externe Partner:

  • Technische Universität Dresden
  • Universität Paderborn

Publikationen: