Präzise Oberflächenerfassung mit einem Messarm

Während terrestrische Laserscanner (TLS) für die Erfassung von Oberflächen zwar ein großes Messvolumen aufweisen, ist ihre Genauigkeit auf wenige mm begrenzt. Alternativen mit erheblich geringerer Messunsicherheit sind Nahbereichsscanner, Lasertracker und Koordinatenmessmaschinen, die jedoch jeweils ihre eigenen Anwendungsvoraussetzungen sowie Vor- und Nachteile haben. Für kleinräumige Anwendungen im Bereich weniger Kubikmeter stehen Messarme zur Verfügung, die antastend arbeiten, aber keine Sichtverbindung zwischen „Messkopf“ und Objekt benötigen. In Verbindung mit einem Linienscanner lassen sich berührungslos Oberflächen ermitteln, wobei der Messarm die äußere Orientierung (Pose) für den Linienscanner liefert. In diesem Beitrag werden Messarme in ihrer Funktionsweise erläutert, die Bandbreite der Produkte hinsichtlich ihrer Spezifikationen umrissen und ihre Eigenschaften gegenüber den anderen oben genannten Präzisionsmessmitteln abgewogen. Hierbei werden sowohl Aspekte des Messkonzeptes als auch der Messunsicherheit berücksichtigt und nutzungsspezifische Artefakte aufgezeigt. Aufgrund der großen Flexibilität zusammen mit der hohen Messgenauigkeit von wenigen 10 μm im taktilen und optischen Einsatz bieten Messarme auch außerhalb der Fertigungsindustrie vielfältige Einsatzbereiche. ... mehrIn diesem Beitrag wird auf das Geoingenieurswesen fokussiert. Hier finden sich zusätzliche Anwendungsmöglichkeiten, da Messarme bei der Erfassung von Gesteinsformationen erheblich feinere Strukturen als terrestrische Laserscanner auflösen. Insbesondere bei der Detektion von Spalten und Rissen zeigt sich ihr Leistungspotential gegenüber dem TLS. Zur Beurteilung der Gesteinseigenschaften sind jedoch u.a. Rissbreiten, deren Verlauf und Oberflächencharakteristika von Bedeutung, die auch insbesondere bei Bohrkernen zu finden sind. Da für die messtechnische Erfassung dieser Kenngrößen aktuelle TLS-Systeme ungeeignet sind, ist es das Ziel, durch den Einsatz eines Messarms diese Größen zu bestimmen.