
在最近完成的HoloMotion研究項目中,德國弗勞恩霍夫物理測量技術研究所(Fraunhofer IPM)在兩個方向上大大推進了數(shù)字多波長全息技術這一成熟的3D測量方法:一方面,現(xiàn)在可以首次對運動中的部件進行高精度測量。其次,利用數(shù)字全息技術進行光學齒輪測量也提升到了一個新的水平。
作為德國聯(lián)邦教育與研究部 (BMBF) 資助的聯(lián)合項目“用于檢測金屬自由形態(tài)表面的動態(tài)全息測量方法 (HoloMotion)”的一部分,弗勞恩霍夫物理測量技術研究所的科學家們證明了數(shù)字全息測量在移動的測試樣本上也是可行的。因此,該團隊首次成功地在移動表面上利用了干涉測量的優(yōu)勢。齒輪測量由于傾角大、部件公差小,對干涉測量來說極具挑戰(zhàn)性,因此被選為新方法的應用樣本。
將不可能變?yōu)榭赡?nbsp;
在HoloMotion項目中,團隊首次證明了數(shù)字全息測量可以在速度遠遠超過10mm/s的情況下進行。這里的決定性因素是運動方向:垂直于光軸的移動并不重要,但仍可進行精確的干涉測量。而軸向移動則非常重要,即移動方向與測量方法的測量方向一致。這種測量非常敏感,即使是半個波長的微小移動也會導致測量無法進行。為了補償這些干擾,團隊首先研究了基本的相關性和局限性,并在此基礎上制定了解決方案。最終,一種獲得專利的補償方法問世,即每次曝光時間的軸向相對移動明顯超過一個波長。因此,以前被認為不可能實現(xiàn)的測量變成了可能。
光學齒輪測量
弗勞恩霍夫物理測量技術研究所與FRENCO GmbH和采埃孚這兩家工業(yè)公司合作,開發(fā)并測試了一套用于光學齒輪測量的示范系統(tǒng),該系統(tǒng)可在生產(chǎn)過程中使用。作為一種純粹的光學過程,數(shù)字全息技術與之前的接觸式齒輪測量相比具有很大的優(yōu)勢:每秒都可以進行2D齒面測量。
作為HoloMotion項目的一部分,弗勞恩霍夫物理測量技術研究所開發(fā)了一種光學齒輪測量演示器,用于接近生產(chǎn)的場合。這證明了在工業(yè)環(huán)境中對齒輪進行數(shù)字全息測量是可行的。
(圖片來源:Fraunhofer IPM)
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多波長全息技術的優(yōu)勢
多年來,弗勞恩霍夫物理測量技術研究所在數(shù)字多波長全息技術應用領域一直處于技術領先地位。例如,該研究所開發(fā)的HoloTop傳感器用于精密部件的100%在線檢測,每秒可測量多達1億個3D點。HoloMotion項目現(xiàn)可將這一技術擴展到移動物體的測量,從而極大地推動了干涉測量技術,特別是光學齒輪測量技術的發(fā)展。