汽车生产中的容错能力越来越弱。直到最近，这给供应商带来了一个问题:没有足够的方法来检测生产过程中的微缺陷。目视检测是解决方案的选择，但这并不适合在生产过程中的在线测量。德国弗莱堡弗劳恩霍夫物理测量技术研究所(Fraunhofer Institute for Physical Measurement Techniques, IPM)的研究人员通过开发适合生产的数字全息技术，解决了这一难题。数字全息术可以在几秒钟内全面检查所有部件。
有时每千分之一毫米都很重要——比如汽车或航空工业的部件。为了确定单个组件是否无故障且尺寸稳定，数字全息将是选择的方法。然而，到目前为止，这种方法速度缓慢且对振动敏感。因此，它不适合生产环境，只能测试样品。
快速、可靠的结果
弗劳恩霍夫IPM的三位研究人员——马库斯·弗拉茨博士、亚历山大·伯茨博士和托拜厄斯·贝克曼博士——现在已经把数字全息摄影的过程从实验室带到了生产车间。贝克曼说:“我们已经能够消除所有的缺点，因此，我们第一次开发出一种系统，可以在生产中进行100%的检查。”贝克曼和弗拉茨共同领导这个项目。“我们的系统可以在不到一秒的时间内以微米级的精度测量厘米大小的粗糙物体，从而补偿振动等干扰。”这允许在线测量期间生产过程这是第一次。不像以前那样取样，因此可以检查每个零件的尺寸精度，同时检查最小的缺陷。这三位研究人员面临的挑战很难解决。“寻找缺陷就像试图从300米的高度精确地测量一个25米高的足球场的形状，以至于你可以在几分之一秒内找到一个婴儿在草地上的脚印，即使体育场被轻微地震震动，”弗拉茨解释说。
不同波长的激光波和智能算法
但研究人员是如何成功的呢?他们不是用单一波长的激光干涉测量物体，而是用不同波长的激光束连续照射物体，并评估结果图像之间的关系。另一个亮点是计算算法。研究人员将它们并行化，以便充分利用高端显卡的性能。因此，该系统的速度非常快，可以在几分之一秒内精确测量到微米级的物体。“对于高精度的三维测量，我们的系统是全球市场上最快的，”Fraunhofer IPM集团经理Bertz说。这种速度反过来又使系统坚固，对振动等干扰相对不敏感。这就好比拍照:曝光时间越短，图像模糊越少。
无风险生产
对于Werner Giessler GmbH(一家生产柴油喷射系统部件的中型企业)来说，这一过程是一种救赎。从客户博世(Bosch)那里，该公司被委托开始每年交付1000万个组件，而不是之前的650万个，而且没有一个有缺陷的部件。如果用肉眼观察，这是不可能的。然而，在数字全息术的帮助下，这家中型公司能够接受这份合同。总经理托马斯·吉斯勒(Thomas Giessler)说:“没有这项技术，我还不够冒险。”“没有学会检查零件质量的公司很快就会消失。”该系统已经集成到生产过程中。
Markus Fratz博士、Alexander Bertz博士和Tobias Beckmann博士获得了Joseph von Fraunhofer奖，以表彰他们在数字全息技术领域的发展。评委会的评奖理由包括“杰出的科学工作和首次展示该工艺的工业适用性”。
了下:M2M(机器对机器)
