Vollautomatische robotergestützte 3D-Erfassung ohne Teaching
Kann 3D-Scannen so einfach sein wie ein herkömmlicher 2D-Scan?
Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung hat die Antwort: Mit seiner robotergestützten Lösung gelingt die 3D-Erfassung vollautomatisch und hochpräzise – ohne aufwendiges Teaching. Dank intelligenter Algorithmen zur dynamischen Pfadplanung digitalisiert das System Objekte mit einer Genauigkeit von bis zu 10 Mikrometern. Der Vorteil für Nutzer: eine Erzeugung von vollständigen 3D-Modellen von Objekten und Bauteilen nahezu ohne Benutzereingriff – ideal für Anwendung in der Industrie und der Forschung.
Jeder kennt 2D-Scanner: Blatt einlegen, Knopf drücken, fertig.
Kann 3D-Erfassung auch so einfach sein? Ja.
Beim berührungsfreien 3D-Scanning wird grundsätzlich ein Objekt aus verschiedenen Blickwinkeln erfasst, entweder mit handgeführten oder robotergestützten Scannern.
Üblicherweise fährt beim robotergestützten 3D-Scanning ein Roboter vordefinierte Positionen und Orientierungen an, um ein Objekt möglichst vollständig zu erfassen, d.h. der Roboter „übernimmt“ die Bewegungen, die beim handgeführten Scannen ein Mensch durchführt. Dazu muss der Roboter programmiert bzw. ge“teach“t werden. Soll ein Objekt erstmalig 3D-erfasst werden, so stellt sich die Frage, welche Positionen der Roboter anfahren muss, um es vollständig und genau zu erfassen. Bei einem 2D-Scan ist das trivial, der Scanner fährt einmal hin und her, für die Automatisierung von 3D-Scans ist das die größte Herausforderung.
Genau hier setzt die Lösung des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD an: Das Institut präsentiert das erste robotergestützte System zur vollautomatischen 3D-Erfassung von Objekten, das ohne aufwendiges Teaching auskommt. Dank intelligenter, eigens entwickelter Algorithmen zur dynamischen Pfadplanung erfasst der Roboter Objekte autonom, vollständig und hochauflösend – mit einer Präzision bis zu 10 Mikrometern. Die Handhabung des Systems ist äußerst benutzerfreundlich gestaltet: Nach der Positionierung des Objekts startet der Scanvorgang per Mausklick, läuft automatisch durch, bis alle von außen sichtbaren Oberflächen erfasst sind, und erzeugt ohne manuelle Nacharbeiten 3D-Modelle für unterschiedliche Anwendungen, z.B. die industrielle Qualitätskontrolle.
Eingesetzt wird die Technologie bereits in Museen zur Digitalisierung von Kulturgütern und bietet zudem großes Potenzial für die industrielle Qualitätssicherung. Zudem ist die vom Fraunhofer IGD entwickelte Lösung bereits im Rückbau von Kernkraftwerken im Einsatz. Bei letzterem werden Bauteile nicht nur autonom erfasst, sondern auch bearbeitet: sie werden mittels Ultrahöchstdruckwasserstrahlen entschichtet.
Das 3D-Erfassungssystem ist modular aufgebaut und in zwei Varianten verfügbar – von einer kompakten Desktop-Version bis hin zu einer „Schwerlastlösung“ für große Objekte bis zu 2 Metern Höhe.
Mit dieser Entwicklung leistet das Fraunhofer IGD einen entscheidenden Beitrag zur Weiterentwicklung automatisierter 3D-Erfassungstechnologien und eröffnet neue Möglichkeiten für Industrie und Forschung.
Interessierte können sich vom 6. bis 9. Mai auf der Control 2025, Halle 7, Stand 7301 in Stuttgart selbst ein Bild von der Technologie machen. Das Fraunhofer IGD wird das System dort live präsentieren und Einblicke in die Möglichkeiten der vollautomatischen 3D-Digitalisierung ohne Teaching geben.
Weiterführende Informationen zum 3D-Scanning: https://fh-igd.de/artikel-autonomes-3D-scanning
