Fraunhofer-Prepare-Projekt MIAME

Laserlicht für sub-mikrometergenaue 3D-Messungen auf Meterskalen

Projektziel

Im Rahmen von MIAME wird das weltweit erste optische Koordinatenmessgerät zur schnellen und vollflächigen Vermessung komplex geformter, großer Objekte (Meterskala) mit interferometrischer Genauigkeit (sub-Mikrometergenauigkeit) entwickelt. Zentraler Baustein ist eine neuartige Lichtquelle auf Basis sogenannter Flüstergalerieresonatoren, die eine kontrollierte Verstimmung der emittierten Wellenlänge im Bereich einiger 100 GHz erlaubt. Damit wird ein selbstkonfigurierendes, digital-holographisches Sensorsystem möglich, das – betrieben in einem Mehrachs-Handlingsystem (z. B. ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum, s. Abbildung) – bis zu 500 Mio. 3D-Punkte pro Sekunde erfassen kann. Ziel ist eine Einzelpunktgenauigkeit von besser als 0,1 µm und ein Eindeutigkeitsbereich von bis zu 1000 mm.

Laserlichtquelle auf Basis von Flüstergalerie-Resonatoren

Kernstück des digital-holographischen Koordinatenmesssystems wird eine Laser-Lichtquelle sein, die derzeit am Markt nicht verfügbar ist und im Rahmen des Projekts entwickelt wird. Die Lichtquelle muss sehr exakt und schnell zwischen verschiedenen Wellenlängen schaltbar sein. Die Interferenzmuster werden bei diesen Einzelwellenlängen aufgenommen und verglichen; der Eindeutigkeitsbereich ergibt sich aus den synthetischen Wellenlängen, welche groß werden, wenn die realen Laserwellenlängen sehr nah zusammenliegen. Im Projekt werden wird eine Laserlichtquelle auf Basis von Flüstergalerieresonatoren entwickelt. Dabei greifen wir auf Forschungsarbeiten an der mit Fraunhofer IPM eng verbundenen Professur »Optische Systeme« an der Universität Freiburg zurück.

Holographische Sensorsystem HoloCut

Lückenlose Qualitätskontrolle in der Werkzeugmaschine mit den optischen 3D-Sensoren HoloCut + HoloPort
© Fraunhofer IPM
Holographische Sensorsysteme wie HoloCut können schon heute interferometrisch präzise Messungen innerhalb anspruchsvoller Mehrachssysteme (z. B. Werkzeugmaschine) durchführen. Mit den Entwicklungen in MIAME werden erstmals auch interferomertrische Absolutmessungen möglich – das fehlende Puzzlestück zur optischen Koordinatenmessmaschine.

Projektfinanzierung

Das Projekt MIAME wird von der Fraunhofer-Gesellschaft im Rahmen des Prepare-Programms finanziert.

Projektpartner

  • Fraunhofer IPM (Projektkoordination)
  • Fraunhofer IAF

Projektlaufzeit

01.04.2020 - 31.03.2023
 

Kompetenz

Digitale Holographie

Fraunhofer IPM forscht seit Jahren auf dem Gebiet der digitale Mehrwellenlängen-Holographie.

 

Anwendung

Digitale Holographie in der Qualitätskontrolle