Von 3D-Messdaten zu Schwingformen mit ARAMIS

Berechnungsmodelle zeigen die Schwingform von Bauteilen. Messungen sollen dabei helfen, zu verstehen, welche Schwingformen sich während des Betriebs ausbilden. GOM bietet die Sensorik zur Durchführung dieser Messungen.

Der ARAMIS 3D-Sensor ist ein Stereokamerasystem und liefert präzise 3D-Koordinaten mittels Triangulationsprinzip. Der Sensor misst 3D-Koordinaten dynamisch und liefert Messergebnisse wie Dehnungen, 3D-Verschiebungen und 3D-Verformungen. Die zeitlich hoch aufgelösten 3D-Verschiebungen werden für die Schwingungsanalyse verwendet. Die optische Messtechnik bietet viele Vorteile für die Schwingungsanalyse wie:

  • Berührungsloses Messprinzip
  • Kein Verkabeln von Beschleunigungssensoren
  • Schneller Aufbau und Kalibrierung des Sensors
  • Kompakte Abmessungen der Sensoren
  • Ultraleichte und haltbare Messmarken
  • Synchrone Messung vieler Punkte in 3D – dadurch auch instationär messbar
  • 3D-Verschiebungsergebnisse für jeden Messpunkt

Je nach Anwendung werden die Messungen am Bauteil punktweise oder flächenhaft durchgeführt. Zur Ermittlung der Schwingform mit dem ARAMIS Sensor kann die Anregung der Bauteile unterschiedlich sein. Eine harmonische Anregung, ein Aufschlagtest oder ein rotierendes Bauteil in Betrieb kann gemessen werden. Hierbei ist die Aufnahmefrequenz abhängig von der Anregung. Der ARAMIS SRX aus der ARAMIS Sensorfamilie verfügt über eine maximale Bildaufnahmefrequenz von 335 Hz bei 12-Megapixel-Auflösung. Darüber hinaus kann durch Reduzierung der Bildhöhe die Bildaufnahmefrequenz auf bis zu 2000 Hz gesteigert werden.

Aus den aufgenommenen Bilddaten werden Oberflächenkomponenten oder Punktkomponenten erstellt. Diese Komponenten werden auf 3D-Verschiebungen über die Zeit inspiziert.

Für eine weiterführende Schwingungsanalyse können die 3D-Koordinaten aus der ARAMIS Messung im Universal File Format (UFF) exportiert werden. Dieses Format wird von den meisten Softwarepaketen für Schwingungsanalysen unterstützt. Dokumentierte Workflows existieren bereits für ME’scope, BK Connect, PAK und NumPy.

Für die erste Interpretation der Ergebnisse direkt nach dem Versuch bietet die GOM Correlate Professional Software die Möglichkeit ebenfalls die Schwingformen darzustellen.

In der Abbildung oben links im Diagramm wird die Hüllkurve der Verschiebungen aller Punkte in Z-Richtung dargestellt. Das Diagramm unten links zeigt die Hüllkurve der Frequenzantwort aller Punkte. Das 3D-Diagramm zeigt die dazugehörige Schwingform.

Gerne können Sie sich zu diesem Thema das „GOM Webinar – Schwingungsanalyse mit optischer 3D-Messtechnik“ angucken. Die Aufzeichnung des Webinars finden Sie auf YouTube.

Bei Rückfragen stehen wir Ihnen unter contact|at|gom.com gern zur Verfügung.