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Vermessung und Visualisierung von Schiffspropellern in 3-D

Organisatorisches

  • Art der Arbeit: Diplomarbeit
  • Status: ausgeschrieben
  • Interne Betreuer:
    • Peter Decker
    • Dietrich Paulus

Beschreibung

Hintergrund:

Die Firma SCHOTTEL stellt Schiffsantriebe her. Die Propeller werden von einer Gießerei nach bestimmten Vorgaben gefertigt. Hierzu gehören u.a. die Flügeldicken, die Steigungs- und Wölbungsverteilung über die Flügelfläche. Nach der Fertigung darf der Propeller nur innerhalb gewisser Toleranzen von den Vorgaben abweichen. Die Vorgaben für die Toleranzen sind in der Norm DIN EN ISO 484 festgelegt.

Erfordernis:

Bisher wurden die Propeller, bei denen die Maßhaltigkeit fraglich war, zu externen Unternehmen weitergegeben um eine Vermessung der Geometrie durchzuführen. Hierdurch entstehen zusätzliche Kosten und zeitliche Verzögerungen, welche durch interne Vermessung der Werkstücke auf ein Minimum reduziert werden können. Um diese Maßnahme zur Kostenreduzierung und Verbesserung der Qualitätssicherung bei SCHOTTEL durchführen zu können soll ein System aufgesetzt werden, welches eine DIN EN ISO 484 konforme Vermessung des Propellers bzw. des Flügels realisierbar macht.

Durchführung:

Als Messsystem soll der im Hause befindliche FaroArm zum Einsatz kommen. Beim FaroArm handelt es sich um ein portables 7-Achs-Messsystem mit einer Genauigkeit < 0,025mm und einer Abtastrate von 30pps.
Zu Beginn eines Messvorgangs muss die original Flügelgeometrie in das System als Referenz für die Messauswertung eingeladen werden. Nach der Justierung des FaroArms auf dem Werkstück soll die eigentliche Vermessung jeweils für die Druck- und die Saugseite durchgeführt werden. Hierbei wird in einem ersten Schritt der Messbereich durch Abfahren der einzelnen Flügelkonturen bestimmt. Im Folgenden soll die gemessene Kontur mit der Vorlage durch geeignete Koordinatentransformationen zur größtmöglichen Deckung gebracht werden. Anschließend soll die Oberfläche des Flügels manuell geführt, frei abgetastet werden, bis die benötigte Datendichte für eine ausreichend genaue Oberflächentriangulation erreicht ist. Zur Berechnung der Flügeldicken muss im Anschluss ein Spline- Gitternetz 5. Grades über die Messpunkte gelegt werden. Die Stützstellen des Splines sollten hierbei mit den Profilstützstellen der Vorlagegeometrie übereinstimmen. Mit Hilfe diese Spline- Netzes sollen im Folgenden die Oberflächenkoordinaten der Messpunkte bestimmt werden. Die Festlegung der Messpunkte erfolgt nach DIN EN ISO 484.