Im Rahmen dieser Dissertation wurden Messstrategien zur Inspektion von montierten und teilzerlegten Flugtriebwerken entwickelt. Im Fokus standen dabei die in-situ 3D Inspektion von Turbinenschaufeln und die optische 3D Messung hochreflektiver Verdichterschaufeln. Die Zustandsbefundung von Turbinenschaufeln im montierten Triebwerk erfolgt mittels Wartungsöffnungen, welches stark miniaturisierte Messsysteme erfordert. Mit der Miniaturisierung eines Streifenprojektionssystems auf Basis eines boreskopischen Sensoraufbaus konnte die hochpräzise 3D Messung in beengten Bauräumen ermöglicht werden. Zur robusten Punktwolkenregistrierung wurde ein Posenschätzungansatz entwickelt, der auf der Detektion eindeutiger geometrischer Features wie Kühlluftbohrungen basiert. Die Posenidentifikation ermöglicht eine präzise geometrische Charakterisierung von Turbinenschaufeln und die metrische Schadensableitung im Bezug zur Referenzgeometrie. Im Besonderen können explizit Schadensorte, -größen und -formen präzise gemessen und automatisiert ausgewertet werden. Die optische Messung hochreflektiver Verdichterschaufeln ist aufgrund von Mehrfachreflexionen auf der konkaven Bauteiloberfläche nur eingeschränkt möglich. Bei der Streifenprojektionsmessung können Mehrfachreflexionen zu fehlerhaft zugeordneten Phasenwerten führen, welches eine abweichende Rekonstruktion bedingt. Zur Analyse und Kompensation des Einflusses von Mehrfachreflexionen wurde ein Framework für GPU-basierte Raytracingsimulationen entwickelt. Mit der Prädiktion des Reflexionsverhalten konnten generische Messstrategien zur optischen Messung komplexer Geometrien entwickelt werden. Zum einen konnten Reflexionskompensationsansätze mittels Maskierung von Kamera und Projektor erforscht werden. Zum Anderen wurde eine Methode zur Abschätzung reflexionsoptimierter Messposen unter Berücksichtigung der Gesamtreflektivität einer Messpose sowie lokaler Punktabweichungen implementiert. Die Validität der entwickelten Messstrategien sowie die Anwendbarkeit bei hochreflektiven Messobjekten wurde anhand von experimentellen Messreihen gezeigt.
Schlagworte
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Bibliographische Angaben
Copyrightjahr
2023
ISBN-Online
978-3-95900-872-3
Verlag
TEWISS, Garbsen
Reihe
Berichte aus dem imr
Band
04/2023
Sprache
Deutsch
Seiten
196
Produkttyp
Monographie
Inhaltsverzeichnis
KapitelSeiten
Vorwort Kein Zugriff
Kurzdarstellung Kein Zugriff
Abstract Kein Zugriff
Contents Kein Zugriff
List of Figures Kein Zugriff
Abbreviations Kein Zugriff
1.1 Regeneration of complex Capital Goods Kein Zugriff
1.2 Problem Definition Kein Zugriff
1.3 Objective and Scientific Contribution Kein Zugriff
1.4 Structure of the Work Kein Zugriff
2.1 Optical Inspection in confined Spaces Kein Zugriff
2.2 Structured Light Projection Kein Zugriff
2.3 Ray Tracing Kein Zugriff
2.4 Sensor Planning Kein Zugriff
3.1 Borescopic Fringe Projection Kein Zugriff
3.2 Measuring Head Design Kein Zugriff
3.3 In-situ Turbine Blade Inspection Kein Zugriff
3.4 Inspection of partly disassembled Engines and highlyreflective Specimens Kein Zugriff
3.5 Sensor Evaluation Kein Zugriff
3.6 Estimation of BRDF Parameters Kein Zugriff
4.1 Camera Model Kein Zugriff
4.2 Distortion Model Kein Zugriff
4.3 3D Reconstruction Kein Zugriff
4.4 Phaseunwrapping - Multi Frequency Phase-Shift Kein Zugriff
4.5 Calibration Kein Zugriff
4.6 Ray Tracing-based Fringe Projection Simulation Kein Zugriff
5.1 Turbine Blade Separation Kein Zugriff
5.2 Film-Cooling Hole Detection Kein Zugriff
5.3 Pose Estimation and Point Cloud Registration Kein Zugriff
5.4 Merging multiple Measurements Kein Zugriff
5.5 Damage Assessment Kein Zugriff
6.1 CAD-based Determination of Measuring Poses Kein Zugriff
6.2 Virtual Fringe Projection Measurement Kein Zugriff
6.3 Compensation of multiple Reflections Kein Zugriff
6.4 Analysis of the Reflection Depth Kein Zugriff
6.5 Identification of low-reflection Poses Kein Zugriff
7.1 Turbine Blade Inspection Kein Zugriff
7.2 Measurement of highly reflective Specimens Kein Zugriff
8.1 Conclusion Kein Zugriff
8.2 Outlook Kein Zugriff
8.3 Research Transfer for in-situ Inspection of Die Forging Tools Kein Zugriff
Bibliography Kein Zugriff Seiten 157 - 180
A.1 Manual Pose Estimation Kein Zugriff
A.2 Kinematic Simulation and Collision Avoidance Kein Zugriff
A.3 Estimation of BRDF Parameters Kein Zugriff
A.4 In-situ Turbine Blade Inspection Kein Zugriff
A.5 Measurement of highly reflective Specimens Kein Zugriff
A.6 Research Transfer for in-situ Inspection of Die Forging Tools Kein Zugriff
