Die Produktion wird variantenreicher, individueller und die Produktlebenszyklen verkürzen sich. Das erfordert auf der einen Seite adaptive digitale Prozesse, macht aber auch Montage, Qualitätssicherung und manuelle Nacharbeiten immer komplexer. Mitarbeiter haben es mit vielen unterschiedlichen Produktlinien und Ausstattungsvariablen zu tun und müssen zwischen den Modellen hin- und herwechseln. Zur Positionierung kommen Lokalisierung und Prüfung, sowie klassischerweise sogenannte Positionierschablonen und Prüfschablonen zum Einsatz. Diese sind jedoch für industrielle Massenfertigung ausgelegt und skalieren daher schlecht bei zunehmender Variantenvielfalt. Die dynamische Laser- und Videoprojektion ermöglicht es, physische Schablonen durch digitale zu ersetzen. Die Position von Bauteilen und andere Informationen werden dabei auf das Werkstück projiziert. Auch die Einblendung von Hinweisen zu Arbeitsschritten und deren Reihenfolge ist möglich. Während der Projektion können sowohl das Werkstück, als auch der Projektor bewegt werden. Möglich macht das eine Steuerungssoftware sowie modular anpassbare Referenzierungs- und Trackingverfahren. Im Qualitätsmanagement ermöglicht die Technologie u.a. Messwerte auf einem Werkstück zu visualisieren und Soll-Ist-Abweichungen anzuzeigen. Die manuelle Übertragung entfällt. In der Produktentwicklung und beim Prototypenbau kann Projektionstechnik die Zusammenarbeit verbessern. Sachverhalte werden transparent dargestellt, etwa durch Röntgenblicke auf verdeckte Elemente oder durch Messdatenvisualisierungen. Viele relevante Aspekte sind direkt auf dem Bauteil zu erkennen.
Software und zwei Kameras
Ein AR-Projektionssystem besteht aus einer oder zwei Kameras, einem Laser- oder Videoprojektor sowie der Software. Diese wertet Kamera- und CAD-Daten sowie Informationen anderer Systeme aus und steuert die Projektion. Um den Projektor auszurichten, errechnet die Software, wo sich dieser in Bezug auf das Bauteil befindet. Ist nur gelegentlich ein Positionswechsel nötig, reicht eine statische Referenzierung. Dazu peilt der Mitarbeiter mit einer Fernbedienung die Koordinaten von vier bis sechs Merkmalen auf dem Werkstück mit einem Fadenkreuz im projizierten Bild an. Dieser Prozess lässt sich auch durch ein Scanning-Verfahren und passende Sensorik automatisieren, sofern ein Objekt eindeutig identifizierbare Merkmale hat.
Dynamisches Tracking
Für Aufgaben, bei denen ein Werkstück öfter umpositioniert werden muss, eignet sich ein dynamisches Tracking. Dabei wird die Position des Objekts und die Ausrichtung des Projektors kontinuierlich neu berechnet. Unterschieden wird zwischen markerbasiertem und markerlosem Tracking. Beim markerbasierten Verfahren werden Aufkleber auf dem Werkstück aufgebracht oder bestimmte Merkmale über einen Messadapter abgesteckt, etwa ein Loch oder eine Kante. Über diese Targets lassen sich Positionsveränderungen exakt verfolgen. Markerloses Tracking erfordert keine manuellen Vorarbeiten und funktioniert auf Basis von CAD-Daten. Dieses Verfahren eignet sich beispielsweise für kurz getaktete Prozesse.
Mobil oder fest installiert
Lösungen für dynamische Laser- und Videoprojektion gibt es als mobile Standalone-Systeme oder zur festen Integration in eine Fertigungslinie. Sie müssen industrieübliche CAD-Formate unterstützen und 3D-Daten aus der Konstruktion oder nachgelagerten Datenprozessen einlesen und verarbeiten können. Oft vorteilhaft ist es, wenn sie über eine generische Austauschschnittstelle für CSV-Dateien verfügen, sodass sich auch kundenspezifische Formate einbinden lassen. Für die Integration in den Prozess benötigen feste Projektions-Lösungen zudem eine Schnittstelle zur Leittechnik. Dafür müssen sie in der Lage sein, Befehle vom Leitrechner, einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), einem Manufacturing Execution System (MES) oder einem anderen Steuersystem zu empfangen. Dies lässt sich beispielsweise mit einer generischen Schnittstelle umsetzen.