ZEISS INSPECT Correlate

ZEISS INSPECT Correlate bietet eine integrierte Kamerasteuerung und Aufnahmefunktionen für USB 3-Kameras, die dem GenICam-Standard entsprechen. Damit haben Sie alles, was sie brauchen, in der Hand, um mit 2D digitaler Bildkorrelation und 2D-Punkt-Tracking zu beginnen. 2D-Bildaufnahme und Auswertung der Daten in einer Software inklusive der Reporting-Funktionalitäten.

ZEISS INSPECT Correlate beinhaltet zahlreiche Funktionen für die Ausrichtung der Messdaten. Dazu zählen: Ausrichtung auf Basis einer 3-2-1 Transformation, Ausrichtung auf Basis von Geometrieelementen oder 3D-Koordinaten, Ausrichtung in einem lokalen Koordinatensystem, Ausrichtung über Referenzpunkte sowie verschiedene Best-Fit-Verfahren wie globales und lokales Best-Fit. Zusätzlich kann über die Funktion „Transformation über Komponente“ eine Starrkörperbewegungskorrektur durchgeführt werden. Durch die Starrkörperbewegungskorrektur wird die Relativbewegung von einer Referenzkomponente zu einer anderen Komponente analysiert. Die Referenzkomponente dient somit als fester Bezug im 3D-Raum.

Durch den intelligenten Algorithmus zur Erkennung und Beseitigung von Mess-Ausreißern in ARGUS 3D-Koordinaten-Netzen gehören unschöne „Pickel“ und Vertiefungen in den 3D-Messdaten der Vergangenheit an. Mess-Ausreißer werden automatisch von ZEISS INSPECT Correlate erkannt und korrigiert: für eine noch präzisere und schnellere Auswertung und Reporterstellung in ARGUS.

Diese Filterfunktion bietet die Möglichkeit die Koordinaten in einem ARAMIS Projekt über die Zeit zu filtern (verfügbar für Oberflächenkomponente, Facettenpunktkomponente und Punktkomponente). Dadurch erreichen Sie noch höhere Genauigkeiten in der Dehnungs- und Verschiebungsmessung und der Effekt von Störeinflüssen wie turbulente Luftströmungen durch Konvektion oder Moiré-Effekte ist deutlich abgemildert.

Für die Steuerung von Blechumformprozessen wird die Umformanalyse verwendet. In der Umformanalyse wird die Grenzformänderungskurve, die aus der Nakajima-Versuchsreihe gewonnen wird, mit der Messung von Umformzuständen eines Blechbauteils mit Hilfe des ARGUS Systems kombiniert. Die Datenpicker erlauben eine schnelle Analyse der Umformsituation.

Die digitale Bildkorrelation (DIC) ist eine optische, berührungslose Methode zur Messung von 3D-Koordinaten für die Auswertung von Bewegung und Verformung im 3D-Raum sowie die Bestimmung von Dehnungen an der Oberfläche. Dabei werden stochastische Kontrast-Muster verwendet, um 3D-Koordinaten subpixelgenau zu messen.

Verformungen wie Ausbuchtungen, Beulen, Dellen und Vertiefungen kann ZEISS INSPECT Correlate überhöht im 3D-Bild und damit plastisch darstellen. Skalare Werte können dementsprechend in eine Art Höhenrelief transformiert werden und erleichtern damit die qualitative Analyse der 3D-Messwerte.

Die Software bietet die Möglichkeit, vollflächige und punktuelle Messergebnisse auszuwerten. Für vollflächige Messergebnisse wie Dehnungsverteilungen wird die Probe mit einem stochastischen Kontrastmuster versehen. Für punktuelle Messungen werden Referenzpunktmarken verwendet. Die Referenzpunktmarken auf der Probe werden automatisch von der Software detektiert und die gemessenen 3D-Koordinaten angezeigt. Es besteht die Möglichkeit, die vollflächige und punktbasierte Auswertemethode zusammen innerhalb einer Messung anzuwenden. Für beide Methoden liefert die Software Daten wie Dehnungen, 3D-Verformungen und 3D-Verschiebungen.

ZEISS INSPECT Correlate verfügt über diverse Schnittstellen zum Import von gängigen Dateiformaten wie ASCII, STL, PSL, PL und CT-Daten. Durch den Import von ASCII-Dateien können z. B. Koordinaten zur Erzeugung von 3D-Punktewolken eingelesen werden oder auch Kraftwerte von der Prüfmaschine mit den Projektstufen synchronisiert werden.

Während der laufenden 2D-Messung mit ZEISS INSPECT Correlate können vordefinierte Ergebniswerte wie Dehnungsverteilungen live berechnet und angezeigt werden. Das ermöglicht eine Kontrolle des Verlaufs der Messung und bietet eine direkte Rückmeldung an den Nutzer.

Für die punktuelle Messung von 3D-Koordinaten und deren Verfolgung über den zeitlichen Verlauf von dynamischen oder (quasi)-statischen Versuchen werden die Messobjekte mit ultra-leichten Messmarken versehen. Von jeder Messmarke werden die 3D-Koordinaten durch photogrammetrische Verfahren mit Subpixel-Genauigkeit gemessen. Das Punkt-Tracking-Verfahren kann in einer Messung auch mit der Methode der digitalen Bildkorrelation kombiniert werden. Durch das Gruppieren mehrerer Messmarken entstehen charakteristische Konstellationen, die von der Software über die Zeit mitverfolgt werden können. Somit stehen am Ende der Bildverarbeitung für jede Messmarke die Koordinaten, Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zur Auswertung zur Verfügung.

In ZEISS INSPECT Correlate können lokale Koordinatensysteme definiert und an Punktgruppen geheftet werden. Folglich bewegen sich die lokalen Koordinatensysteme mit der Punktgruppe und ermöglichen 6DoF-Analysen. Mit der 6DoF-Analyse werden translatorische und rotatorische Bewegungen der Punktgruppen untereinander oder absolut in allen Raumrichtungen bestimmt.

Tauschen Sie Testergebnisse zwischen Kollegen, verschiedenen Abteilungen und Kunden zu Präsentations- und weiteren Diskussionszwecken aus: ZEISS INSPECT Correlate unterstützt Sie dabei durch sein Reporting-Modul, das eine druckfertige Dokumentation und vollanimierte PDF-Exporte bietet. Für eine verbesserte Ergebnisdarstellung und ein besseres Verständnis können komplette Projektdateien ausgetauscht und in der 3D-Benutzeroberfläche der kostenlosen ZEISS INSPECT Correlate Software betrachtet werden.

ZEISS INSPECT Correlate ermöglicht die Verfolgung von einzelnen Messpunkten und die Auswertung der 3D-Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. Mit dieser neuen Funktion müssen Sie nur noch eine und nicht mehr drei codierte Messmarken aufzukleben, um einen 3D-Koordinaten-Messwert zu erfassen und die Verschiebung, Geschwindigkeit und Beschleunigung an diesem Punkt auswerten zu können. Das spart Platz und hilft in Situationen, in denen drei Messmarken einfach nicht aufgeklebt werden können. Zudem kann das Einzel-Messpunkt-Tracking helfen, Zeit in der Messvorbereitung zu sparen.

Bei der Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprüfung analysiert ZEISS INSPECT Correlate, wie schnell sich einzelne Elemente relativ zu ihrer Position in der vorherigen und folgenden Stufe bewegen. Außer der allgemeinen Beschleunigung können Sie die Beschleunigung tangential zu einer gekrümmten Bewegungsbahn prüfen. Die Software bietet auch die Möglichkeit, die Beschleunigung auf einer Kreisbahn mit Bezug auf den Kreismittelpunkt zu prüfen.

Die Software berechnet aus vollflächig und punktuell gemessenen 3D-Koordinaten Dehnungswerte wie Haupt- und Nebenformänderung oder auch die Dehnungen in X- und Y-Richtung. Aus den einzelnen Messpunkten können Punktgruppen, sogenannte Komponenten, definiert werden. Die Punktgruppen können von der Software über den gesamten zeitlichen Verlauf des Versuches hinweg identifiziert werden und ermöglichen die exakte Berechnung von Verschiebungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen in 3D. Des Weiteren können die Punktgruppen zur Kompensation von Starrkörperbewegungen genutzt werden. Das erlaubt die Analyse von Bewegungen mit einer Punktgruppe als festen Bezug im 3D-Raum.

Mithilfe der Funktion Trajektorie können Sie Bewegungsbahnen von einzelnen Punkten, Punktgruppen, lokalen Koordinatensystemen und von Konstruktionselementen veranschaulichen. Die Trajektorie zeigt die Lage des selektierten Elementes über den gesamten zeitlichen Verlauf der Messung an. Dadurch lässt sich die Bewegungskurve des Prüfobjekts analysieren und veranschaulichen. Die Bewegungskurve steht in der Software auch für weitere Auswerteschritte zur Verfügung, z. B. können Fitting-Geometrien wie Kreise mit Hilfe der Trajektorie konstruiert werden.

Die Funktion ermöglicht das berührungslose Messen der Längenänderung mit einer exakt vorgegebenen Referenzlänge und kann in 2D- und 3D-Projekten genutzt werden. Die Längenänderung kann innerhalb eines Projektes in zwei oder mehrere Raum-Richtungen geprüft werden. Durch das berührungslose optische Messprinzip werden die Messergebnisse nicht durch mechanische Einflüsse beeinflusst. Zudem bietet ZEISS INSPECT Correlate die Möglichkeit eine Vielzahl an virtuellen Extensometern für die Erfassung der Längsdehnungen und Querdehnungen zu definieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass sich virtuelle Extensometer mit unterschiedlichen Anfangslängen definieren lassen und somit lokale und globale Dehnungseffekte gleichzeitig untersucht werden können.

Neutrale Formate, wie IGES, JT Open und STEP, aber auch native Formate, wie CATIA, NX, SOLIDWORKS und Pro/E, können in ZEISS INSPECT Correlate mit einer Pro-Lizenz importiert werden. Die einzelnen Dateiformate importieren Sie einfach über Drag & Drop und die Software identifiziert und überträgt sie automatisch. Nach dem Import stehen umfangreiche Funktionen für die Ausrichtung der 3D-Messdaten auf die CAD-Daten zur Verfügung für akkurate Auswertungen.

Die Pro-Lizenz von ZEISS INSPECT Correlate verfügt über diverse Schnittstellen zum Export von gängigen Dateiformaten wie ASCII, CSV, XML und UFF.

Der Vergleich zwischen Messdaten und die simultane Visualisierung von Messdaten sowie der Austausch von Daten im Allgemeinen nimmt einen immer größer werdenden Stellenwert in der Messtechnik ein. Daher lassen sich in ZEISS INSPECT Correlate Pro zusätzliche Skalarwerte wie Temperaturdaten und Geometrien z. B. aus Simulationsprogrammen importieren. Die in der Software erzeugten Messdaten können wiederum in verschiedenen Formaten exportiert und in einer Drittsoftware, beispielsweise zur Schwingungsanalyse, weiterverwendet werden.

ZEISS INSPECT basiert auf einem parametrischen Grundkonzept. Alle Funktionen folgen grundsätzlich diesem Konzept. Dadurch sind alle Prozessschritte rückverfolgbar und editierbar. ZEISS INSPECT Correlate gewährleistet damit eine hohe Prozesssicherheit von Messergebnissen und -berichten. Sie müssen für eine weitere Probe des gleichen Typs keine neuen Auswertungen erstellen. Mit dem parametrischen Konzept laden Sie einfach neue Messdaten in Ihr Projekt und erhalten sofort die Ergebnisse.

Die Pro-Lizenz von ZEISS INSPECT Correlate bietet Ihnen einen schnellen und vereinfachten Datenzugriff für komplexe wissenschaftliche Berechnungen mit der Programmiersprache Python. Frei verfügbare Python-Bibliotheken lassen sich in ZEISS INSPECT Correlate einfach mit einer externen Python-Installation integrieren und verwenden. So können Sie sowohl Berechnungen als auch Diagramme, die zum Beispiel für Vibrationsanalysen (FFT-Berechnungen) und Zugversuche notwendig sind, einfach erstellen. ZEISS INSPECT Correlate bietet außerdem einen Befehlsrekorder, der alle in der Software ausgeführten Operationen aufzeichnen kann. Sie können sie so wiederholt ausführen oder das aufgezeichnete Skript durch Bearbeitung anderen Anforderungen anpassen oder verallgemeinern.

ZEISS INSPECT bietet Ihnen die Möglichkeit, Projektvorlagen zu erstellen. Diese Funktion hilft Ihnen dabei, wiederkehrende Auswertungen einfach und schnell zu erledigen. So können Sie nach einer Auswertung Ihrer Messdaten das Projekt als Vorlage speichern. Da in einer Projektvorlage auch Inspektionselemente, Projekt-Keywords und Reports gespeichert werden, müssen Sie bei der nächsten Auswertung der gleichen Art das Projekt nicht neu aufbauen, sondern nur noch auf Projekt neu berechnen klicken – und fertig!

Auch die Analyse von Airbagauslösungsversuchen ist mit ZEISS INSPECT Correlate möglich. Die Funktionalität verfolgt die Kontur des Airbags bei jeder Hochgeschwindigkeitsaufnahme und hilft, den maximalen Auslenkungspunkt im lokalen Koordinatensystem des Lenkrads zu identifizieren. Darüber hinaus können spezifische Auslenkungspunkte einfach in Raum und Zeit identifiziert werden. Basierend auf Methoden der Kontrastverfolgung können Sie diese Funktion auch bei Umrissen von sich erweiternden Löchern und Konturen von verformten Objekten einsetzen.

Gemessene 3D-Daten können Sie mit importierten Temperaturdaten in ZEISS INSPECT Correlate kombinieren. Der Vorteil dieser Visualisierung ist ein vereinfachtes und schnelleres Verständnis der Korrelation des thermischen und mechanischen Bauteilverhaltens. Sie können Bilder verschiedener Thermographiekameras importieren. Diese importierten Bilder können Sie anschließend in das Koordinatensystem der ARAMIS 3D-Daten transformieren. Danach werden die Temperaturdaten ausgelesen und auf die ARAMIS 3D-Daten gemappt. So erhalten Sie zu jedem Messzeitpunkt für alle Messpunkte die Korrelation der Mess- und Temperaturdaten.

ZEISS INSPECT Correlate ermöglicht die Verfolgung von Rissspitzen und die Auswertung der Verlaufskurve von Rissspitzen-Punkten. Mithilfe von Kontrastierverfahren wird bei homogen gefärbten Proben die Position der Rissspitze erfasst. Weitere Größen wie Risslänge, Rissöffnungen und Rissmodi in 3D können ebenfalls abgeleitet werden. Die Funktion kann für ein breites Anwendungsspektrum in der Materialforschung genutzt werden und funktioniert für eine Vielzahl an Materialien wie beispielsweise Metalle, Composite-Materialien und Kunststoffe. Die Analyse des Rissfortschritts findet Anwendung in vielen Branchen mit hohen Sicherheitsanforderungen wie Luft- und Raumfahrt, Automotive und Bauwesen.

Die gemessenen Daten aus den typischen Materialprüfungen wie dem Nakajima-, Bulge-, Zug-, Biege-, Scher- und Lochaufweitungsversuch werden zur Ermittlung der Materialkennwerte in der Software ausgewertet. Über die Materialeigenschaften werden zuverlässige Daten wie Grenzformänderungskurve, Bruchdehnung, N-Wert, R-Wert, Poissonzahl, Youngscher Modul (E-Modul), Spannungs-Dehnungs-Kurve und Materialdickenabnahme berechnet. Diese dienen wiederum als Eingangsparameter für die Simulation, wodurch ein präziseres Materialmodell und die genauere Prognose des Materialverhaltens möglich wird.

Skalare Werte und Geometrien, beispielsweise aus Simulationsprogrammen wie ABAQUS, LS-DYNA, ANSYS, PAM-STAMP und AutoForm, können für den direkten Vergleich mit den 3D-Messdaten importiert werden. Die 3D-Messdaten können über eine Vielzahl an Ausrichtungsfunktionen in das Koordinatensystem des Simulationsmodells transformiert werden. Somit kann im ersten Schritt die Geometrie des Simulationsmodells mit der gemessenen 3D-Oberfläche abgeglichen werden. Weitere Analysen, wie der direkte Vergleich der Verschiebungen, Verformungen und Dehnungen, sind stufenweise durchführbar.

Für eine schnelle und erste Interpretation der gemessenen Verschiebungsdaten kann die Schwingform in der Software dargestellt werden. Eine Analyse zeigt die Verschiebung aller gemessenen Punkte flächenhaft oder punktbasiert in allen drei Raumrichtungen. Zusätzlich werden die Hüllkurve der Frequenzantwort aller Punkte und die dazugehörige Schwingform dreidimensional dargestellt. Für eine weiterführende Schwingungsanalyse können die 3D-Koordinaten und die Verschiebungswerte im Universal File Format (UFF) exportiert werden. Dieses Format wird von den meisten Softwarepaketen für die Schwingungsanalyse unterstützt.