Eine Umdrehung des Laserkopfes liefert Millionen von Messpunkten. Nur mit einem spielfreien Getriebe und einer hohen Encoderauflösung ergeben die Daten ein exaktes Aufmaß des untersuchten Raumes.
Ralf Falk ist Mitarbeiter der Limburger Harmonic Drive AG
Ein präziser Servoantrieb trägt mit dazu bei, dass aus einem Hochhaus kein schiefer Turm von Pisa wird. Millimetergenau positioniert er einen Laserstrahl, den Architekten und Bauingenieure zum Vermessen von Räumen benötigen.
Eingebaut ist der Antrieb mit Hohlwelle in 3D-Lasermess-Systeme der Haller Callidus Precision Systems GmbH. Mit ihren Geräten ist es möglich, schnell, präzise, kostengünstig und mit sehr vielen Werten Gebäude und Räume zu vermessen: Bis zu einer Million Messpunkte verrechnen sie zu einer dreidimensionalen Darstellung.
Die Systeme arbeiten nach dem Prinzip der Pulslaufzeitmessung. Wenn sie rundum messen, dreht sich das Gerät ein Mal um die eigene Achse und nimmt dabei fortlaufend Daten auf. Es arbeitet mit Infrarotlicht, das für das menschliche Auge unsichtbar und ungefährlich ist Dabei spreizt ein schnell rotierender Drehspiegel den Laserstrahl auf, so dass er Decke, Wände und Fussboden fächerförmig abtastet. Die im Messkopf integrierte, softwaregesteuerte CCD-Kamera erzeugt dann Panorama- sowie Detailbilder.
Neben Architekten, Denkmalpflegern und Bauingenieuren verwenden auch Facility Manager diese exakten Maße. Bei einem Einsatz in Jena beispielsweise hat der Laser zwischen den Angaben der Eigentümer und der Nutzer einen Unterschied von 80 m² nachgewiesen. Auch komplexe Räume wie das Volumen von Tanks, die in der Petrochemie eingesetzt werden, sollen sich relativ einfach vermessen lassen.
Damit der Strahl präzise über die Flächen streift, muss jedoch nicht nur der Laser exakt arbeiten, sondern auch der Drehantrieb. Die Bewegung für das horizontale Scannen über 360° führt der Hohlwellenantrieb der FHA-Baureihe der Limburger Harmonic Drive AG aus.
Wichtig für die präzisen Messungen ist die spielfreie Verzahnung des Getriebes. Dabei erlauben die Wiederholgenauigkeiten des Antriebs von etwa 5 Winkelsekunden exakte Messungen auch mit großer Strahlenlänge: In 10 m Entfernung beispielsweise lässt sich ein Messpunkt auf 0,3 mm genau anfahren. Anders ausgedrückt sind mit der gewählten Untersetzung und Encoderstrichzahl des Antriebssystems Winkelschritte von 0,0018° möglich.
Abgesehen von der Präzision ist der Antrieb mit Lager, Getriebe, Motor und Mess-System so konstruiert, dass er sich einfach in den Laserkopf integrieren lässt. Da die Hohlwelle – je nach Ausführung – einen besonders großen Durchmesser hat, können die Versorgungskabel für den Laser direkt durch die Drehachse geführt werden. Das ermöglicht ein kompaktes Design ohne externe Verkabelung, was wiederum die Handhabung erleichtert. Das komplette System ist nach IP 52 staub- und spritzwassergeschützt und lässt sich von einem Mann bedienen, da beispielsweise der Messkopf nur 13 kg wiegt. Neigungssensor und Kompass sind dabei schon integriert.
So präzise wie Antrieb und Laser arbeiten, entdecken sie auch geringe Abweichungen von der Vertikalen oder Horizontalen. Ab wann jedoch für einen Anwender eine Wand als schief gilt, muss und kann er selbst festlegen.
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