Forschungsprojekt: Holografisches Messverfahren für Zahnräder

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Fraunhofer IPM startet mit der Frenco GmbH und der ZF Friedrichshafen AG das gemeinsame Forschungsprojekt »HoloMotion«. Im Rahmen dieses vom BMBF geförderten Projekts soll bis Januar 2020 ein Inline-Messsystem zur Zahnradvermessung entwickelt werden. Erstmals wird dabei ein dynamisch-holographisches Messverfahren zum Einsatz kommen, das die Vorteile der Interferometrie auch auf bewegten Oberflächen ausspielen kann.

frenco

Fraunhofer IPM startet mit der Frenco GmbH und der ZF Friedrichshafen AG das gemeinsame Forschungsprojekt »HoloMotion«. Im Rahmen dieses vom BMBF geförderten Projekts soll bis Januar 2020 ein Inline-Messsystem zur Zahnradvermessung entwickelt werden. Erstmals wird dabei ein dynamisch-holographisches Messverfahren zum Einsatz kommen, das die Vorteile der Interferometrie auch auf bewegten Oberflächen ausspielen kann.

Zahnradgetriebe sind heute beinahe in jeder Maschine zu finden, allerdings muss die Geometrie zwischen den einzelnen Zahnflanken der Räder sehr genau abgestimmt sein, um die Energie mit höchster Effizienz übertragen zu können. Ziel des »HoloMotion«-Projekts ist ein inlinefähiges, berührungslos messendes System, das eine hundertprozentige Kontrolle der Zahnradgeometrie erlaubt. Um dies zu realisieren, wird das etablierte Verfahren der digitalen Holographie weiterentwickelt.

Dynamisch gemessen – Zeile für Zeile

Die digitale Holographie ist ein sehr genaues und gleichzeitig schnelles Messverfahren – allerdings bisher mit einem Nachteil: Das zu vermessende Objekt darf sich während des Messvorgangs nicht bewegen. Und Bewegung bedeutet hierbei schon eine winzige Verschiebung um einen tausendstel Millimeter. Dies verhindert bislang den Einsatz der Holographie als Inline-Messtechnik für bewegte Teile. Im Projekt »HoloMotion« soll nun versucht werden, diese Einschränkung zu umgehen, indem die 3D-Information zeilenweise aufgenommen wird. Dadurch werden kürzere Belichtungszeiten möglich. Die vollständige Oberfläche der Zahnflanke kann dann anschließend im Rechner rekonstruiert werden. Mit diesem patentierten Ansatz wird es möglich sein, die Flanken von Zahnrädern auch während der Drehung vollständig zu erfassen. So könnte die Vermessung von Zahnradgeometrien in Zukunft enorm vereinfacht werden. 

Gebündelte Kompetenz: Frenco, ZF Friedrichshafen, Fraunhofer IPM

Frenco als Spezialist für Verzahnungsmesstechnik, ZF Friedrichshafen als führender Technologiekonzern in der Antriebs- und Fahrwerktechnik sowie Fraunhofer IPM als Forschungseinrichtung mit Schwerpunkt optische Messtechnik bringen die nötigen technologischen und anwendungsspezifischen Erfahrungen ein, um zunächst eine Machbarkeitsstudie und am Ende ein industriefähiges Messsystem zu entwickeln. Der KMU-Partner Frenco möchte nach Projektende erstmals optische Verzahnungsmessplätze bauen und vertreiben. Für ZF bedeutet eine 100-Prozent-Qualitätsprüfung komplexer Freiformflächen ein Alleinstellungsmerkmal. Das Unternehmen zählt zu den drei größten Automobilzuliefern weltweit. Fraunhofer IPM eröffnet mit »HoloMotion« ein neues Forschungsgebiet und baut so sein Messtechnik-Spektrum weiter aus. Das Finanzvolumen des Projekts beträgt rund 2,3 Millionen Euro. Das Projekt läuft bis Januar 2020.

Bild: Die Geometrie von Zahnflanken wird heute mit taktilen Verfahren lediglich stichprobenartig gemessen.
Foto: Frenco GmbH

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