Kuka-Roboter machen das optische Messsystem robogenio deutlich vielseitiger als die klassischen Varianten der Goniophotometer. Diese Flexibilität erlaubte es dem Anbieter Opsira, mehrere Goniophotometertypen und Lichtmessanwendungen in einem Gerät zu vereinen.
Ulrike Kroehling, Kuka Roboter
Seit rund drei Jahren bietet der Hersteller optischer Messsysteme, Opsira, sein multifunktionales Lichtmessgerät robogonio an. Benannt nach einer Verschmelzung der Wörter Roboter und Goniophotometer, misst das Gerät die winkelabhängige Lichtstärkeverteilung einer Lichtquelle oder Leuchte. Dabei setzt der Hersteller auf den Einsatz verschiedener Kuka-Roboter. Deren Flexibilität erlaubte es Opsira, mehrere Goniophotometertypen und Lichtmessanwendungen in einem Gerät zu vereinen. Mit der Kombination verschiedener Messverfahren können zuverlässige Daten von Lichtquellen als Grundlage des Optikdesignprozesses gewonnen und alle Messungen an den resultierenden Produkten wie Leuchten, Schweinwerfern oder Signalleuchten durchgeführt werden.
Goniophotometer gelten als grundlegende Messmethode in der Lichttechnik. Die herkömmliche Bauweise umfasst den mechanischen Goniometeraufbau mit einer horizontalen und vertikalen Achse zur Drehung des Prüflings sowie einem Photometer, mit dem die Lichtstärke gemessen wird. Für Messung im Nah- und Fernfeld werden unterschiedliche Maschinen und Prüfverfahren benötigt. In den vergangenen Jahren sind die Anforderungen an Goniophotometer aufgrund komplexerer und kompakterer lichttechnischer Systeme aber auch aufgrund leistungsfähigerer Optikdesigntools gestiegen.
Hier punktet das robogonio dank der Robotik. Die Anlage nutzt die sechs Achsen des Roboters sowohl zur präzisen und zuverlässigen Positionierung des Prüflings als auch zur Winkelmanipulation. Die hohe Zahl mechanischer Freiheitsgrade ermöglicht die Messung in den traditionellen A-, B- oder auch C-Ebenen mit einem Messsystem und vereint somit die Goniometertypen 1.1, 1.2 und 1.3 nach DIN EN 13032–1 in einem Gerät. Je nach Konfiguration sind auch die Goniometertypen 2.x, 3 und 4 realisierbar. „Mit der Verbindung aus klassischem Goniophotometer und Industrieroboter sind wir deutlich flexibler und auch robuster“, erklärt Opsira-Geschäftsführer Jürgen P. Weißhaar die Vorzüge des robogonio. „Hinzu kommt eine beachtliche Verbesserung in punkto Genauigkeit.“ Der TÜV zertifizierte die Winkelwiederholgenauigkeit mit einem Wert von 0,005 Grad.
Das roboterbasierte Lichtmesssystem wurde gemeinsam mit Kuka realisiert. Sein Drehpunkt ist im Raum frei wählbar, kann sowohl horizontal als auch vertikal installiert werden. Die Skalierbarkeit reicht von Lösungen mit der Kleinroboter-Serie KR Agilus bis hin zu den Produktfamilien KR Fortec oder KR 1000 titan, die in der Schwerlastklasse angesiedelt sind. Dadurch ist das robogonio in seiner Größe sehr flexibel, reicht von 6 kg Traglast mit 700 mm Reichweite bis hin zu 1300 kg Traglast mit 3000 mm Reichweite. So kann robogenio kleine Lichtquellen wie LEDs oder komplexe Frontscheinwerfersysteme vermessen. Neben der hohen Anzahl mechanischer Freiheitsgrade und dem damit verbundenen Abtasten auf verschiedenen Ebenen lässt sich auch das Warmlaufen des Prüflings in Gebrauchslage mit dem robogonio realisieren. Hierzu hält das Lichtmesssystem den Prüfling zunächst in seiner typischen Gebrauchslage, etwa in waagerechter Position zum Boden. Zum Start der Messung wird der Prüfling anschließend automatisch in die Messrichtung gedreht und in die erste Winkelposition gebracht. mc
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